Fabrication des composites à haute performance par les procédés d'injection sur renforts

材料复合材料以长纤维（纤维、碳纤维、凯夫拉纤维）为基础的聚合物增强材料，在工业上具有卓越的机械性能和良好的耐腐蚀性。在交通运输行业，材料永久获得经济规划中复合材料优势的优势。高级性能复合材料制造（RTM 工艺 - “树脂传递模塑”）是与传统热压罐方法相比的替代方案。在程序中，纤维已放置在模腔内，并注入液体树脂。 L'injection est un écoulement en milieu poreux, qui obéit à la loi de Darcy.角色批评的持久性，是对纤维进行渗透的参数。 PAM-RTM 程序模拟 RTM 程序的候选者，2001 年由 ESI Group 商业化，并在世界范围内拥有 100 个用户。该项目将继续在 RTM 过程中的模拟数字上进行工作。就宏观的描述而言，存在的逻辑完整，它永远是注射物微观质量的前提。长期目标包括预制纤维浸渍显微镜和 3D 双层多孔结构的模拟：中孔在托伦之间，微孔在托伦纤维之间。计算器的逻辑发展、进步的饱和度、组织浸渍的两种模式：在中孔自由和多伦多内部毛细管中的可见性。 Le projet sera realisé en quatre étapes。 (1) 在 3D 结构的几何结构细节上，确定方向和纤维体积，继续在组织邮寄规整的实体中进行。 (2) 模拟可自由获得的能力和预测数值。 (3) 模拟毛细孔的形状，以穿过树脂前部的最佳纤维，从而最大限度地减少零件上孔隙的分布。 (4) Enfin，结合两种模式 d'écoulement、visqueux 和 capillaire、a chaque itération de remplissage du renfort、prédire l'imrégnation 和 la saturation de la preforme fibreuse。这是注射制品质量控制行业的通讯记者。 Sur 5 ans le projet contribuera à前un chercheur博士后、3名博士、3名学生在maîtrise et impliquera entre 6 et 8 stagiaires du prime Cycle中。

Les matériaux composites à matrice polymère renforcés par des fibres longues (verre, carbone, kevlar) prennent de plus en plus d'importance industrielle en raison de leur excellentes propriétés mécaniques et bonne résistance à la corrosion. Dans l'industrie du transport, ces matériaux permettent un gain de poids qui rend l'emploi des composites avantageux sur le plan économique. La fabrication des composites à haute performance par moulage liquide (procédé RTM - « Resin Transfer Molding ») s'est révélée une alternative moins coûteuse comparé aux méthodes traditionnelles comme l'autoclave. Dans ces procédés, la préforme fibreuse est placée dans la cavité d'un moule, dans lequel la résine liquide est injectée. L'injection est un écoulement en milieu poreux, qui obéit à la loi de filtration de Darcy. La perméabilité du renfort joue ici un rôle critique, car ce paramètre gouverne l'imprégnation de la résine à travers la préforme fibreuse. Le candidat a créé un logiciel de simulation du procédé RTM appelé PAM-RTM, commercialisé par ESI Group depuis 2001 avec plus de 100 usagers dans le monde. Le projet s'inscrit en continuité avec les travaux antérieurs sur la simulation numérique du procédé RTM. On vise à compléter les logiciels existants fondés sur une description macroscopique du renfort, qui ne permettent pas de prédire la qualité microscopique des pièces injectées. L'objectif à long terme consiste à simuler l'imprégnation microscopique de la préforme fibreuse en tenant compte de la structure de porosité à double échelle des renforts tissés 3D : mésopores entre les torons, micropores entre les fibres des torons. Le logiciel développé permettra de calculer, en tenant compte de la saturation progressive du renfort, les deux modes d'écoulement qui se produisent pendant l'imprégnation du tissu : visqueux dans les canaux libres des mésopores et capillaire à l'intérieur des torons. Le projet sera réalisé en quatre étapes. (1) On commencera par décrire en détail la structure géométrique à double échelle des renforts tissés 3D en déterminant l'orientation et le taux volumique des fibres contenues dans les éléments solides d'un maillage régulier du tissu. (2) La simulation de l'écoulement visqueux dans les canaux libres permettra d'obtenir une prédiction numérique de la perméabilité. (3) La simulation de la montée capillaire à travers les torons donnera la vitesse optimale du front de résine, qui minimise la distribution des porosités dans les pièces. (4) Enfin, en combinant les deux modes d'écoulement, visqueux et capillaire, à chaque itération de remplissage du renfort, on pourra prédire l'imprégnation et la saturation de la préforme fibreuse. Ces travaux correspondent au besoin industriel de mieux contrôler la qualité des pièces injectées. Sur 5 ans le projet contribuera à former un chercheur post-doctoral, 3 doctorants, 3 étudiants à la maîtrise et impliquera entre 6 et 8 stagiaires du premier cycle.