Étude paramétrique de l’impact d’un panneau pour différentes forme d’impacteur

Abstract

Dans une étude menée dans le cadre du projet de recherche MONITOR [1], l’impact est identifié comme le mode de chargement le plus critique pour les matériaux composites [2]. En effet, la particularité des matériaux composites est qu’ils peuvent s’endommager intérieurement sans laisser de trace visible du défaut, en particulier lors de « petits chocs ». Cette particularité est d’autant plus grave que l’impact est un phénomène courant [3], allant des configurations basses vitesse et faible énergie aux configurations grande vitesse et haute énergie. Une solution pour limiter ces coûts est le recours à la simulation numérique. Le « Virtual Testing » permettrait en effet de rationaliser les campagnes d’essais en comblant les manques de la matrice d’essais par des simulations numériques. La simulation numérique permettrait également d’établir plus facilement des règles de similitude pour tenir compte des effets d’échelle. L’estimation numérique des performances résiduelles consiste en premier lieu à prévoir par la simulation les dommages créés lors d’un impact, puis d’injecter ces dommages dans un modèle de prévision des performances résiduelles. Dans ce contexte, un modèle numérique a été développé pour étudier la réponse d’une plaque raidie en composite avec la séquence d’empilement [(0/90/0/90/0)s], à l’impact à faible vitesse. La modélisation numérique a été faite à l’aide du logiciel ANSYS Workbench (AUTODYN). Ce panneau est considéré comme simplement appuyé aux quatre cotés avec une sphère métallique rigide qui vient de l’impacter au milieu. Ce modèle numérique a été validé avec les résultats issus de la littérature. Par la suite, une étude paramétrique a été faite pour montrer l’effet de la forme de l’impacteur, l’épaisseur de la plaque raidie ainsi le type de matériau de construction du panneau. Finalement, le déplacement transversal, l'énergie d'impact, la force de contact ont été représentée en fonction du temps d’impact