Issue |
Mécanique & Industries
Volume 6, Number 1, Janvier-Février 2005
MÉCAMAT Aussois 2003 – Assemblages : des matériaux à la structure
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Page(s) | 65 - 74 | |
Section | Numéro thématique | |
DOI | https://doi.org/10.1051/meca:2005008 | |
Published online | 08 March 2005 |
Assemblage de fibres par tissage : analyse et simulation du comportement mécanique
Fibre link by weaving: analysis and simulation of the mechanical behaviour
1
Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Solides, UMR CNRS 5514, INSA de Lyon, Bâtiment Jacquard, rue Jean Capelle, 69621 Villeurbanne Cedex, France
2
Laboratoire de Mécanique de Systèmes et des Procédés, UMR CNRS 8106, ENSAM, Université d'Orléans, 8 rue Léonard de Vinci, 45072 Orléans Cedex, France
Auteur de correspondance : Philippe.Boisse@insa-lyon.fr
Reçu :
2
Juillet
2004
Accepté :
5
Novembre
2004
Le comportement mécanique des renforts tissés utilisés dans les composites est fortement influencé par l'assemblage par tissage des mèches chaîne et trame. La rigidité principale du tissé est celle de tension. Le comportement en tension est non-linéaire compte tenu des liaisons entre les deux réseaux qui conduisent à des non-linéarités géométriques locales. Ce comportement en tension est analysé dans le présent travail par des essais de traction biaxiale et des simulations 3D de la maille élémentaire. La rigidité de cisaillement dans le plan des renforts tissés est faible jusqu'à un angle limite. On montre par des mesures optiques que ceci correspond à une phase de rotation de corps rigide de chaque mèche. Une deuxième phase correspondant à un blocage et un écrasement latéral des mèches conduit à des rigidités beaucoup plus fortes. On présente deux formes simplifiées de l'équation de la dynamique ne prenant en compte que les travaux virtuels de tension d'une part et de tension cisaillement d'autre part. On montre sur un exemple de simulation d'emboutissage d'un renfort tissé que la prise en compte du cisaillement est importante si l'on dépasse un angle limite.
Abstract
The mechanical behaviour of woven reinforcements used in composites is mainly depending on weaving between warp and weft yarns. The principal stiffness of the fabric is the tensile rigidity. The tensile behaviour is non-linear accounting for the link between the yarns that leads to local geometrical non-linearities. This tensile behaviour is analysed in the present work by biaxial tensile tests and 3D finite element computations of the woven unit cell. The shear stiffness of fabrics is weak up to a limit angle. Optical measures show that this stage corresponds to a rigid body rotation of each yarn. A second stage in which the yarns are laterally crushed leads to much larger stiffnesses. Two simplified forms of the dynamic equation are presented. They only take into account tensile internal virtual work on one hand and tensile plus shear internal virtual works on the other hand. A fabric deep drawing simulation shows that it can be important to account for shear if a shear limit angle is exceeded.
Mots clés : Textiles / comportement multiéchelles / tension biaxiale / cisaillement plan / liaison par tissage / simulation de mise en forme
Key words: Textiles / multiscale behaviour / biaxial tension / in plane shear / link by weaving / forming simulation
© AFM, EDP Sciences, 2005
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