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Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://hdl.handle.net/123456789/1606

Titre: Optimisation des paramètres géométriques et mécaniques des patches en composites pour la réparation des structures fissurées
Auteur(s): FEKIH, Sidi Mohamed
Encadreur: BELHOUARI, Mohamed
Mots-clés: Optimisation
Patch composite
Fissure
Réparation
Intégrale J
Adhésif
Séquence d’empilement
Date de publication: 30-oct-2012
Résumé: Résumé : L’environnement extérieur d’une structure aéronautique est souvent la source de nombreux dommages. Ces structures sont soumises en service à des sollicitations mécaniques donnant lieu à des états de contraintes généralement multiaxiales et à amplitude variable, ce qui provoque l'apparition de fissures. Une alternative à la réduction de sa vitesse de propagation consiste à les renforcer par patch composite afin de transférer les charges de la zone endommagée vers le patch. L'optimisation de ce patch améliore les performances de la réparation et permet de réduire considérablement le volume occupé par le patch et par conséquent de soulager la structure par la diminution du poids. Ce travail s’inscrit dans le cadre de l'optimisation des paramètres géométriques et mécaniques du patch composite ainsi que l'adhésif de réparation des structures fissurées sollicitées en mode I et en mode mixte. Différentes formes de patch sont modélisées numériquement par la méthode des éléments finis tridimensionnels. L’approche énergétique, de la mécanique non linéaire de la rupture, fondée sur l’intégrale J de Rice, est utilisée pour décrire le comportement en rupture de la plaque réparée par patch. Cette intégrale représente la fonction objective à minimiser. Les principaux résultats montrent que la performance de la réparation par patch en composite dépend non seulement des propriétés mécaniques de l'adhésif et de son épaisseur, mais également de la géométrie du patch et de ses dimensions ainsi que la séquence d’empilement. L'épaisseur du patch peut être considérée comme un paramètre d’optimisation primaire. La meilleure performance de réparation est obtenue pour un patch de forme étoile; un patch rectangulaire conduit à des résultats quasi-similaires. La durée de vie d’une structure réparée est limitée par celle de l’adhésif. L´épaisseur de la colle et de son module de cisaillement sont des paramètres déterminant le comportement du renforcement. La rigidité du patch joue un rôle très important dans le processus de réparation. Il existe une séquence d’empilement optimale conduisant à la minimisation de l'énergie de rupture en pointe de fissure. Mots clés : Optimisation ; Patch composite ; Fissure ; Réparation ; Intégrale J; Adhésif ; Séquence d’empilement. ---------------------------------------------- ملخص يعتبر الوسط الخارجي لهياكل الطائرات المصدر الرئيسي لعدة أضرار. هاته الهياكل تخضع لقوى ميكانيكية التي بدورها تجهدها إجهادات عموما ما تكون محورية ذات سعات متفاوتة وهذا ما يؤدي إلى ظهور بعض الشقوق والتصدعات. لحد من سرعة تمدد الصدع نستعين بقطع ترقيع (patch) ذات بنية مركبة لتقوية الهيكل من خلال تحويل القوى إليها. للحصول على قطعة ترقيع ذات جودة عالية يجب أن تكون ذات وزن أخف وفعالية عالية. هذه الدراسة تسجل في إطار تحسين المعايير الهندسية والميكانيكية لقطعة الترقيع مركبة البنية والمادة اللاصقة، لتصليح وترميم الهياكل ذات الصدوع المطبق عليها الصيغة I والصيغة المختلطة. لقد تم إقتراح بعض الأشكال الهندسية المختلفة لقطعة الترقيع ودراستها رقميا بطريقة العناصر المتناهية ثلاثية الأبعاد. المقاربة الطاقوية للميكانيك الغير خطية المعتمدة على التكامل J لرايس (RICE) تستعمل لوصف سلوك الإنهيار لصفائح المصلحة بقطعة الترقيع. هذا التكامل يعتبر دالة الهادفة المعتمدة على التقليل. النتائج الرئيسية تثبت أن القياسات الجيدة لقطعة الترقيع المركبة البنية ليست متعلقة فقط بالخصائص الميكانيكية لللاصق وسمكه، بل كذلك على الشكل الهندسي والقياسات لقطعة الترقيع وكذا تسلسل التراص .ربما يعتبر سمك قطعة الترقيع كمعيار تحسين أول، وشكل النجمة كأحسن شكل هندسي. قطعة الترقيع مستطيلة الشكل تقود إلى نتائج شبه متماثلة. مدة صلاحية البنية المرممة متوقف على صلاحية اللاصق. سمك اللاصق وثابته للقرض يحددان سلوك التقوية أما الصلابة فتلعب دور جد مهم في مسارات التصليح. وفي هذه الدراسة حصلنا كذلك على خلاصة تفيد بأن تسلسل التراص تقود إلى تقليل طاقة الإنهيار على مستوى طرف الصدع. كلمات مفتاحيه: تحسين، قطعة ترقيع (PATCH)، صدع، تصليح، تكامل J، لاصق، تسلسل التراص.
Description: Doctorat en sciences
URI/URL: http://hdl.handle.net/123456789/1606
Collection(s) :Génie Mécanique

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