Comportement des assemblages boulonnés en matériaux composites Projet P6-3 2008-2009 Comportement des assemblages boulonnés en matériaux composites Pierre FAVIER Lucie RIBET Jiayuan TAN Anne-Laure TILHAC Samuel WILLY Enseignant responsable : Benoit Vieille

1. Objectifs à atteindre Familiarisation avec les matériaux composites Etude de la résistance des matériaux Acquisition des bases sur les assemblages boulonnés Tenter de dimensionner un assemblage boulonné en matériau composite En-tete

2. Méthodologie - Organisation du travail Faire apparaitre les différents axes de travail Répartition des tâches Pierre Chef de projet - Influence du trou dans une structure et du critère du point stress Anne-Laure - Les matériaux composites - Rappels de RDM - Conclusion Samuel - Introduction - Les composites stratifiés Tan - Les mécanismes d’endommagement Lucie - Les assemblages boulonnés - Influence de nombreux paramètres sur le comportement - Mise en page du dossier

Un exemple de matériau composite 3.1 Les matériaux composites Qu’est ce qu’un matériau composite? Un exemple de matériau composite Le renfort Un renfort unidirectionnel Des tissus

3.1 Les matériaux composites La matrice inorganique organique polymères thermodurcissables polymères thermoplastiques Caractéristiques d’un pli élémentaire Les avantages addition des propriétés mécaniques légèreté grande résistance à la traction

Superposition de plis élémentaires Orientations différentes des plis 3.2 Les composites stratifiés Superposition de plis élémentaires Orientations différentes des plis

3.3 Influence du trou dans la structure Plaque trouée Trou Influence du trou en comparaison à une plaque lisse: Ovalisation du trou Diminution de la résistance de la plaque Rigidité identique entre les deux types de plaques Comment calculer la contrainte maximale capable de supporter une plaque trouée?

3.3 Influence du trou dans la structure Le point stress: 1: Calcul de la contrainte maximal d’une plaque lisse 2: Utilisation d’un logiciel de modélisation des contraintes 3: Identification sur la courbe de profil des contraintes Profils des contraintes Trous de diamètre R1 et R2

3.4 Les assemblages boulonnés Assemblage boulonné = vis + écrou + rondelle Eclissage simple ou double Utilisation : transport (aéronautique, automobile…) construction (ponts, monuments, grues…) Comportement plastique ou élastique Rupture fragile ou progressive

3.4 Les assemblages boulonnés Paramètres influents sur le comportement de l’assemblage : rapport D/t (t : épaisseur de l’éprouvette) rapport E/D rapport D/w matrice du matériau composite température vieillissement humide

3.4 Les assemblages boulonnés Résultats observés   Influence de la résine ou du polymère C/époxy C/PPS Caractéristiques du polymère THERMODURCISSABLE Tg (époxy) = 150°C AMORPHE THERMOPLASTIQUE Tg (PPS) = 90°C Tm (PPS) = 280°C SEMI - CRISTALLIN Influence de la température TA (25°C) Rupture fragile au bout de 1,7mm Rupture fragile au bout de 2,5mm 120°C Sans vieillissement humide : 120°C < Tg (époxy) Rupture fragile Tg (PPS) < 120°C < Tm (PPS) Rupture progressive par matage Après un vieillissement humide : Rupture progressive

Conclusions et perspectives Recherches bibliographiques et calculs Expériences sur le site du Madrillet Quelques règles de dimensionnement Travail d’équipe répartition des tâches Les assemblages hybrides, un bel avenir?