Assemblages boulonnés en matériaux composites

材料复合材料的装配体

• 批准号: RGPIN-2016-06394
• 负责人: Boukhili, Rachid
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: École Polytechnique de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2019-01-01 至 2020-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=683009
• 关键词: Assemblages; boulonn; en; mat; riaux

Les joints mécaniques sont un maillon faible des structures composites. Les essais standards montrent qu'en termes de résistance, un joint mécanique entre deux membres en alliage d'aluminium sera largement plus performant qu'un joint analogue en composite carbone/époxy destiné à le remplacer dans des applications structurales. Ces observations semblent contredire le succès persistant et grandissant des composites à matrice polymère dans les applications aéronautiques au détriment des alliages métalliques. En réalité, les deux principales raisons du succès des composites sont premièrement la supériorité éprouvée de leur performance mécanique en fatigue et en second lieu la réduction du nombre de pièces à assembler qui permet la réduction du coût final. Cependant, la nécessité de recourir à des fixations mécaniques reste inévitable et ainsi une source de problèmes. Pour remédier à la faiblesse des joints en composites, les ingénieurs d'applications ont recours au surdimensionnement et/ou l'ajout d'alliage métallique au niveau des joints.******L'objectif à long terme du programme de recherche est de réaliser et d'intégrer une série d'études expérimentales et théoriques du comportement mécanique des matériaux composites et de leur assemblage pour concevoir des structures optimisées et sécuritaires. La méthodologie que nous proposons exploite nos capacités en termes d'équipement à fabriquer et à caractériser physiquement et mécaniquement des matériaux composites et leurs assemblages. La modélisation de la rupture s'inspirera de la théorie SIFT (Strain Invariant Failure Theory). La recherche proposée est originale du point de vue combinaison des mesures des déformations par les techniques de corrélation d'images 3D et de la théorie SIFT. Tout en apportant une contribution spécifique aux domaines des applications aéronautiques; les connaissances développées seront aussi directement applicables à un éventail d'autres structures dans le domaine du transport, automobiles, structures nautiques et navales, énergie éoliennes, etc.******Le succès des structures primaires qui nécessitent des joints mécaniques, passe par un design optimal qui repose sur des modèles de comportement mécanique fiables et vérifiables. Cette fiabilité passe par une très bonne compréhension des mécanismes d'endommagement et de rupture. Ce dernier point requiert une utilisation appropriée et intégrée des méthodes expérimentales, théoriques et numériques tel que projetée dans les recherches proposées. Le milieu académique puisera dans les nouvelles idées théoriques et approches expérimentales qui résulteront de cette recherche afin de lever les nombreuses ambigutés actuelles entourant les critères de rupture. Le milieu industriel peut en bénéficier à deux niveaux : (1) niveau de design optimal tel qu'expliqué ci-haut et (2) niveau de la qualification aéronautique des matériaux et structures composites.

机械接头是复合材料结构的主要部件。这些试验标准在抗腐蚀性方面是可靠的，一种由两种铝合金材料组成的接头机械，其性能是在结构应用中的复合碳/环氧树脂接头模拟物。这些观察结果似乎与复合材料基体在航空航天应用中的持久和巨大成功相反，Au破坏了合金。实际上，复合材料成功的两个主要原因首先是疲劳性能的提高，其次是零件名称的减少。然而，必须重新确定机械固定装置，这是一个问题的根源。为了修复复合材料中的接头缺陷，工程师可采用Au尺寸和/或Au niveAu接头金属合金。*研究方案的长期泰尔梅是实现和整合一系列关于复合材料力学性能的实验和理论研究，以及关于结构优化和安全性的研究。我们提出的方法是利用材料复合材料和装配体的制造设备和物理机械特性来开发我们的能力。应变不变失效理论（Strain Invariant Failure Theory，SIFT）中的断裂模型。本文的研究是基于三维图像相关技术与SIFT理论相结合的变形测量方法。Tout en apportant une specifique aux domaines des applications aéronautiques; les connaissances décipées seront aussi directement applicables à un éventail d'autres structures dans le domaine du transport，automobile，structures nautiques et navales，énergie éoliennes，etc.*机械连接所需的主要结构的成功，通过一个最佳设计，使其依赖于机械构件的模型。这种不稳定性通过一种非常好的内部和破裂机制来实现。最后一点需要适当和综合利用实验方法、理论方法和数值方法，以便在研究建议时加以考虑。新的理论观念和实验方法是研究断裂判据中模糊的实际数值的有力工具。工业环境可以改善两个方面：（1）最佳设计的基础，以及（2）材料和结构复合材料的航空鉴定的基础。