Analyse et modélisation par éléments finis du comportement mécanique des poutres métalliques renforcées par collage externe des plaques composites

Abstract

الملخص(بالعربية): ان استخدام البوليمر المقوى بالألياف الكربونية المركبة (Carbon Fiber Reinforced Polymers) من اجلإعادةتأهيل (ترميم) أو تعزيزالهياكل، وعلى وجه الخصوص، لتمديد حياة الروافد الفولاذية في تطبيقاتهاالمختلفة. أحد الجوانبالتكنولوجيا الرئيسية للتعزيز العوارض باللصق هو تحليل الإجهاد للهيكل المقوى. على وجه الخصوص، تقييم موثوق به وإلزامي لإجهاد القص للاصقة والاجهادات في لوحات CFRP من أجل التنبؤ بتحمل الانهيار الروافد. في هذه الأطروحة، تطويرتحليليورقمي بالعناصر المحدودة معروضة لحساب الاجهادات في الرافدة تحت تأثير الأحمال الميكانيكية. وتمت مقارنة النتائج المحصل عليها مع النتائج المحصل عليها من طرف تونسي، ونفذت سلسلة من الدراسات المتغيرةلإظهار كيف تتأثرأقصى الاجهادات الوجهية بسمك طبقة اللصق، نسبة الحجميةللألياف وتأثير الرطوبة الحرارية. ---------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : The use of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) composites to upgrade structures and, in particular, to extend the lives of steel beams has wide applications. One of the main aspects of the bonded strengthening technology is the stress analysis of the reinforced structure. In particular, reliable evaluation of the adhesive shear stress and of the stress in the CFRP plates is mandatory in order to predict the beam’s failure load. In this thesis, an analytical development and a finite element analysis are presented to calculate the stresses in the reinforced beam under mechanical loads. The obtained results were compared with the those of Tounsi’s analytical approach, and a serial of parametric studies were carried out to show how the maximum interfacial stresses have been influenced by the thickness of adhesive layer, by the fiber volume fraction and hygrothermal effect.