Infrared imaging contributions to the thermomechanical characterization and design against fatigue of 3D woven composites - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2021

Infrared imaging contributions to the thermomechanical characterization and design against fatigue of 3D woven composites

Apports de l'imagerie qualitative infrarouge pour la caractérisation thermomécanique et le dimensionnement en fatigue de composites tissés 3D

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Libor Navrátil

Abstract

This work focuses on the thermomecanical characterisation and design against fatigue of a woven composite that is produced for research purposes by the Safran Group. The experimental characterisation is based mainly on the analyses of infrared measurements. The experimental protocols, used for generating the experimental database, are based on the heat build-up protocol, which seeks to relate the temperature variations measured under cyclic loadings to different heat sources. In order to fully exploit the experimental data, different postprocessing tools that enable to highlight mechanisms characteristic to woven composites were developed (thermal event detection, frequency analyses, ...). This experimental characterisation is then complemented by results coming from simulation/experiment comparisons. The latter enable to identify dissipative mechanisms activated under relatively low cyclic loadings. Furthermore, this dissipative mechanism description was used to introduce a rapid fatigue characterisation method that identifies an S-N curve model based on the results of tensile tests and heat build-up experiments.
Les travaux de cette thèse portent sur la caractérisation thermomécanique et le dimensionnement en fatigue d’un composite tissé 3D qui est fabriqué par le groupe Safran à des fins de recherche. La caractérisation expérimentale repose principalement sur des analyses des mesures infrarouges. Les protocoles expérimentaux, utilisés pour la génération des bases de données expérimentales, se basent sur le protocole d’auto-échauffement, qui cherche à relier les variations de température mesurées sous chargements cycliques aux différentes sources thermiques. Pour exploiter au mieux les données expérimentales obtenues, plusieurs outils de post-traitement, permettant de mettre en évidence les mécanismes caractéristiques aux composites tissés, ont été mis en place (détection des événements thermiques, génération des cartographies des amplitudes à 2×f, . . .). Cette caractérisation expérimentale est complétée par des comparaisons issues d’un dialogue essai/calculs. Ce dernier représente une complémentarité aux mesures expérimentales, notamment, parce qu’il permet d’identifier les mécanismes dissipatifs activés sous chargements cycliques relativement faibles. En s’appuyant sur la description des mécanismes dissipatifs, une méthode de caractérisation rapide en fatigue, qui cherche à identifier un critère de dimensionnement à partir des résultats des essais de traction et d’auto-échauffement, a été proposée.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03648848 , version 1 (22-04-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03648848 , version 1

Cite

Libor Navrátil. Apports de l'imagerie qualitative infrarouge pour la caractérisation thermomécanique et le dimensionnement en fatigue de composites tissés 3D. Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]. ENSTA Bretagne - École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2021. Français. ⟨NNT : 2021ENTA0007⟩. ⟨tel-03648848⟩
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