Analyse du vieillissement de l’adhésif et du composite utilisés dans la réparation des structures endommagées

Abstract

الملخص (بالعربية) :

الملخص تستخدم تقنية الإصلاح والتعزيز بواسطة التصحيح المركب على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية وتستمر في التطور يومًا بعد يوم. يرجع حد استخدامه في الهياكل الأولية إلى مقاومته المنخفضة للشيخوخة (درجة الحرارة، ورطوبة الأشعة فوق البنفسجية، وما إلى ذلك) نظرًا للتدهور الكبير في الخصائص الميكانيكية للمركب والمادة اللاصقة (بناءً على النتائج التجريبية) على نقل الضغوط من اللوح التالف إلى الرقعة المركبة. في هذا السياق ، استخدمنا هيكل الألومنيوم2024- 3 و لكن اختيار كمادة اللاصقة ثابت. ADIKETA-140المادة المركبة عبارة عن رقعة مكونة من 16 لفه تسمح بنقل أفضل للحمل من اللوحة الى الرقعة. تأخذ الدراسة في الاعتبار عدة أنواع من مواد الترقيع (كربون ، بورون, أراميد ، رقعة معدنية من نوع الألومنيوم) ذات اتجاهات مختلفة من الألياف. تم تقييم عامل شدة الإجهاد كدالة لطول الشق ووقت الغمر ودرجة الحرارة. كما تم تحليل التباين في إجهادات القص القصوى في ضغوط اللاصق والقشر في الرقعة الكلمات المفتاحية: الصفيحة ، التصحيح المركب ، اللاصق ، الشيخوخة ، الشق ،معامل الاجهاد ، درجة الحرارة ----------------------------------------------Résumé (en Français) :

The technique of repair and reinforcement by composite patch is widely used in several industrial fields and continues to develop day by day. Its limit of use in primary structures is caused by its low resistance to aging (temperature, UV humidity, etc.) given the considerable degradation of the mechanical properties of the composite and the adhesive. The objective of our work is to use the finite element method to analyze the effect of the degradation of the mechanical properties of the composite and the adhesive (based on experimental results) on the transfer of stresses from the damaged plate to the composite patch. In this context,we used the 2024-T3 aluminum structure; however the choice of adhesive is fixed on the ADIKETA-140 and for the composite, a very thin de l6 ply laminate allowing better load transfer of the plate. The study takes into consideration several types of patch materials (carbon, aramid boron and aluminum type metal patch) with different fiber orientations. The stress intensity factor was assessed as a function of crack length, immersion time and temperature. The variation of maximum shear stresses in the adhesive and peel stresses in the patch were also analyzed. Les mots clés : Plate, Composite patch, Adhesive, Aging, Crack, FIC, temperature ----------------------------------------------Abstract La technique de réparation et de renforcement par patch composite connait un grand usage dans plusieurs domaines industriels et ne cesse de se développer de jour en jour. La limite d'utilisation de cette technique dans les structures primaires est causée par sa faible résistance au vieillissement (température, humidité UV etc...), vue la dégradation considérable des propriétés mécaniques du composite et de l'adhésif. L'objectif de notre travail est d'utiliser la méthode des éléments finis pour analyser l'effet de la dégradation des propriétés mécaniques du composite et de l'adhésif (basées sur des résultats expérimentaux) sur le transfert des contraintes de la plaque endommagée vers le patch composite. Dans ce contexte, nous avons utilisé la structure en aluminium 2024-T3, cependant le choix de l'adhésif est fixé sur l'ADIKET A-140 et pour le composite, un stratifié de16 plis très fin permettant un meilleur transfert de charge de la plaque. L’étude prend en considération plusieurs types de matériaux du patch (Carbone, Boron et Aramide et patch métallique de type aluminium) avec différentes orientations de fibres. Le Facteur d'Intensité de Contraintes a été évalué en fonction de la longueur de la fissure, du temps d'immersion et de la température. La variation des contraintes de cisaillement maximale dans l'adhésif et de pelage dans le patch ont également été analysés.

Keywords : plaque, patch composite, colle, vieillissement, fissure, FIC, température