Solution théorique améliorée pour étudier les interfaces des structures hybrides déformables, renforcées par composites FRP

Improved theoretical solution to study the interfaces of deformable hybrid structures, reinforced by composites FRP

Laboratoire des Matériaux & Hydrologie, BP 89, Cité Ben M'hidi 22000, Université de Sidi Bel Abbés, Algérie

Reçu : 19 Janvier 2008
Accepté : 3 Mars 2008

Résumé

Ce travail présente une solution améliorée pour l'étude des contraintes interfaciales des structures renforcées par composites FRP, en intégrant le couplage entre les charges appliquées et, le modèle tenant en compte la charge thermique et l'effet de déformation de cisaillement, de la structure et de la plaque composite, appelé effet "shear lag". Ces composites FRP sont, en particulier, utilisés pour prolonger la durée de vie de ces structures et protéger leur environnement. Le renforcement par composites permet d'augmenter la rigidité et la résistance de la structure, mais donne des concentrations de contraintes dans le joint adhésif à l'interface de la zone de renforcement. Dans ce travail de recherche, une originalité est présentée pour prédire et déterminer cette concentration des contraintes dues à des effets de couplage, en développant, ainsi, une nouvelle approche théorique. Ces deux types de sollicitations couplées permettent de donner des valeurs de contraintes qui diffèrent, notamment, par rapport aux méthodes précédentes qui, ont négligé l'effet de déformation, particulièrement, aux bords de la zone renforcée. La résolution numérique a été finalisée, en tenant compte des paramètres physiques et géométriques des matériaux. La tendance a été en conformité avec les travaux de la littérature.

Abstract

This paper presents an improved solution for the interfacial stresses study of the structures reinforced by composite FRP, by including the coupling between the applied loads and, the model taking into account the thermal load and the effect of transverse shear deformation, in both the beam and bonded plate, called shear lag effect. These composites are used, in particular, to prolong the lifespan of these structures in particular, and protect their environment. This type of reinforcement by composites fibre increase stiffness and resistance of structures but develops the stresses concentration in the adhesive one, with the interface FRP plate-structure. In this paper, an original model is presented to predict and determine this stresses concentration due to coupled effects, with the new theoretical approach. This study makes it possible to give different values of theses interfacial stresses in relating to the others studies that neglect the effect of shear deformations, in particular, at the edges of the reinforced zone. The resolution was finalized by taken into account the physical and geometric properties of materials and, the tendency was in conformity with literature works.