Modélisation du comportement non-linéaire des poteaux en bois renforcés par la fibre de carbone

Modelling of nonlinear wooden columns reinforced by carbon fiber

¹ Département de Génie Civil, Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou, Algérie
² Université de Lorraine, LERMAB, École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois ENSTIB, 27 rue Philippe Séguin, 88000 Epinal, France
³ Université de Lorraine, LERMAB, Institut Universitaire de Technologie de Longwy, 54400 Cosnes et Romain, France

^a Auteur pour correspondance : mourad.khelifa@enstib.uhp-nancy.fr

Reçu : 17 Septembre 2012
Accepté : 25 Février 2013

Résumé

L’objectif principal de cet article est la mise au point d’une méthodologie numérique de prévision du comportement local d’un procédé de renforcement des poteaux en bois par la fibre de carbone. En particulier, on s’intéresse à l’étude du comportement élasto-plastique du matériau bois avec effet du renforcement. Une modélisation basée sur la thermodynamique des processus irréversibles avec variables d’état est utilisée pour traduire le couplage entre le comportement plastique à écrouissage isotrope et l’effet du renforcement. Les aspects théoriques et numériques de cette formulation sont décrits en détail. La résolution du problème d’équilibre global est assurée par un schéma Dynamique Explicite. La validation de la procédure de calcul implémentée dans ABAQUS/Explicit est faite sur la simulation d’un essai de compression des éprouvettes circulaires en bois renforcées par la fibre de carbone. Les résultats des simulations sont confrontés à ceux de l’expérience.

Abstract

The main objective of this paper is to develop a numerical methodology to predict the local behavior of a process which consists of reinforcing wooden columns with carbon fiber. Particularly, we are interested in studying the elasto-plastic behavior of wood material with the effect of reinforcement. A model based on the thermodynamics of irreversible processes with state variables is used to translate the coupling between the isotropic hardening plastic behavior and the effect of reinforcement. The theoretical and numerical aspects of this formulation are described in detail. Solving the global equilibrium problem is ensured by a Dynamic Explicit scheme. The calculation procedure implemented in ABAQUS/Explicit is validated by using a simulation of the compression test of circular wooden carbon fiber reinforced specimens. The simulation results are compared with the experimental ones.