Issue |
Mécanique & Industries
Volume 9, Number 5, Septembre-Octobre 2008
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Page(s) | 437 - 446 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/meca/2009007 | |
Published online | 14 March 2009 |
Analyse théorique du comportement mécanique d'une poutre sandwich NIDA en flexion 3 points
Theoretical analysis of the mechanical behavior of a sandwich HONEYCOMB beam under 3 points bending test
1
Unité de recherche génie des matériaux, Département
de génie mécanique, École Nationale d'Ingénieurs de Tunis,
IPEI El Manar, BP 244, Campus Universitaire, 2092 El Manar1, Tunisie
2
Unité de recherche génie des matériaux, Département
de génie mécanique, École Nationale d'Ingénieurs de Tunis,
BP 37, Le Belvedère, 1002 Tunis, Tunisie
Auteur de correspondance : Soulamed2003@yahoo.fr
Reçu :
30
Avril
2008
Accepté :
17
Septembre
2008
Ce travail présente une étude
théorique du comportement mécanique des poutres sandwiches dont le
cœur est en nid d'abeilles (NIDA) soumises à un essai de flexion 3
points. Les poutres étudiées sont obtenues à partir de plaques
sandwiches destinées à la fabrication de bateaux de plaisance. Deux
types de poutres sandwichs sont utilisés. Chaque poutre est composée
de deux peaux symétriques dont les fibres sont en verres disposées
en mat pour la poutre 1 et en plis croisés pour la poutre 2. L'âme
est constituée de feuilles de polyéthylène dont les cellules
sont de forme hexagonale. Les modules d'Young longitudinal et transversal
des peaux sont obtenus expérimentalement par essai de traction, ils
servent au calcul des contraintes normales et de cisaillement. L'effet de la
cinématique, de l'élancement (rapport de la longueur de la poutre
sandwich par son épaisseur totale), , du
rapport de l'épaisseur de l'âme par celle de la peau, et de l'effet
du rapport du module d'Young longitudinal de la peau Ep par celui de
l'âme Ea sur les contraintes normales et de cisaillement sont
analysés. Les résultats des contraintes normales et de cisaillement
pour trois champs de déplacement différents sont comparés. La
différence des résultats justifie les conditions d'utilisation des
théories simplifiées de Bernoulli et celle de Timoshenko pour ces
types de poutres sandwiches.
Abstract
This work presents a theoretical study of mechanical behavior of the HONEYCOMB
sandwich beams under three point bending load. The studied beams are
obtained starting from sandwich plates intended for the manufacture of
Yachts. Two types of sandwich beams are used. Each beam is made up of two
symmetrical skins of which the fibres out of glasses are laid out in mat for
beam 1 and crossed ply for beam 2. The core consists of polyethylene sheets
whose cells are of hexagonal form. The longitudinal and transversal Young
modulus of the skins are obtained in experiments by tensile tests, they are
used for calculation of the normal and shear stresses. The effects of
kinematics, the length to the thickness ratio ,
the core to the skin thickness ration and the longitudinal Youngs modulus of
the skin Ep to that of the core Ea ratio on the normal and shear
stresses are analyzed. Normal and shear stress results for three different
displacement fields are compared. The difference of the results validates
the conditions of using simplified Bernoulli and Timoshenko theories for
these sandwich beams.
Mots clés : Poutre sandwich / NIDA / essai mécanique / flexion 3 points / contraintes
Key words: Sandwich beam / honeycomb core / mechanical testing / three point bending / stresses
© AFM, EDP Sciences, 2009
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