Etude expérimental et numérique du comportement mécanique de composites multicouches polymère/métal pour protection balistique
Langue Anglais
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Auteur : Francart, Charles
Date de soutenance : 13-10-2017

Directeur(s) de thèse : Bahlouli, Nadia - Ahzi, Saïd

Président : Rittel, Daniel
Rapporteur(s) : Rusinek, Alexis - Lauro, Franck
Membre(s) du jury : Verleysen, Patricia - Demarty, Yaël

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Mécanique des matériaux
Classification : Physique, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Comportement mécanique, Balistique, VUMAT, Modélisation, Polymère, Métaux
Mots-clés :
  • Balistique - Matériaux - Propriétés mécaniques
  • Choc (mécanique) - Modèles mathématiques
  • Composites à matrice métallique
  • Rupture, Mécanique de la
  • Essais de résilience
Résumé : L’étude présentée porte sur le développement d’un modèle numérique destiné à évaluer les performances balistiques d’une structure multicouche polymère/métal frittée par procédé SPS. Les matériaux sont un alliage d’aluminium 7020 et un polyimide thermoplastique amorphe qui sont ensuite assemblés avec une résine epoxy. Le comportement mécanique de ces trois matériaux a été étudié sur de larges gammes de vitesses de déformations (de 0.0001 /s à 50.000 /s) et de températures (de -70°C à 500°C) correspondant aux conditions extrêmes rencontrées lors d’impacts à hautes vitesses. Afin d’améliorer la précision des résultats, des approches analytiques ont été développées autant pour la modélisation du métal que pour celle les polymères. Après la calibration des modèles, ces derniers ont été implémenté dans ABAQUS®/Explicit (éléments finis) via des subroutines VUMAT en code FORTRAN. Des essais d’impacts de billes à hautes vitesses ont été réalisés sur des cibles monocouches pour valider les modèles numériques. De nombreuses configurations de composites multicouches ont ensuite été étudiées numériquement et leurs performances balistiques ont été comparées.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2017STRAD033
Type de ressource : Thèse