Procédés d'injection sur renfort pour matériaux composites : fabrication virtuelle et optimisation

材料复合材料注射过程：制造和优化

• 批准号: RGPIN-2021-03992
• 负责人: Causse, Philippe
• 金额: $ 1.97万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=742805
• 关键词: Proc; injection; sur; renfort; pour

De nombreux secteurs industriels font face à des défis économiques et environnementaux pour lesquels l'intégration de matériaux plus légers et durables représente un enjeu majeur. Depuis 10 ans, de nouvelles applications des matériaux composites ont pu être développées dans les domaines de l'aéronautique et de l'automobile grâce l'utilisation des procédés d'injection sur renfort LCM (« Liquid Composite Molding »). Ces procédés consistent à disposer un renfort fibreux sec dans la cavité d'un moule et à l'imprégner progressivement par une résine liquide réactive. Ils permettent de fabriquer des pièces de haute performance, possèdent un fort potentiel d'automatisation et offrent des possibilités intéressantes comme l'utilisation de renforts tissés tridimensionnels. Plusieurs applications industrielles pourraient bénéficier des avantages apportés par les procédés LCM mais le développement est retardé en raison du manque d'outils prédictifs fiables. Le programme de recherche vise à lever cet obstacle en développant des outils numériques novateurs pour optimiser la conception des moules et simuler la fabrication du composite. Les travaux de recherche s'articulent en trois volets principaux : 1- Les phénomènes d'écoulement aux petites échelles (de 10 microns à quelques centimètres) seront étudiés par simulation numérique. L'approche se fondera sur l'utilisation de la microtomographie aux rayons X pour reconstruire des géométries représentatives de la structure réelle du matériau. Ceci permettra de mieux comprendre l'influence de l'architecture des renforts textiles sur la création de défauts de fabrication dans le composite au cours de l'injection de la résine. 2- Le deuxième volet porte sur l'échelle macroscopique du composite (celle de la pièce complète) et vise à développer une nouvelle méthode pour simuler le remplissage de la cavité du moule. Le modèle se fondera sur une représentation moyennée de l'écoulement diphasique multi-échelle et fera aussi intervenir une description stochastique des propriétés du renfort pour tenir compte de la variabilité intrinsèque du matériau. 3- Le troisième volet proposera une nouvelle méthodologie de conception pour optimiser le dimensionnement des moules. Une méthode rapide pour simuler le comportement thermomécanique des moules sera mise au point afin d'intégrer les résultats de simulation dans une procédure d'optimisation multicritère. Les nouveaux outils numériques proposés seront développés à partir de cas de complexité croissante pour viser à terme une utilisation en milieu pratique industriel. Ceci apportera une avancée significative dans l'utilisation du prototypage virtuel lors de la mise à l'échelle des procédés, étape critique en vue de développer de nouvelles applications des composites.

De nombreux secretariat industriels font face à des défis économiques et programentaux pour lesquels l'intégration de matériaux plus légers et durables represente un enjeu majeur. 10年来，材料复合材料的新应用在航空和汽车领域得到了广泛的应用，从而使LCM（“液体复合材料成型”）的注射工艺得到了利用。Ces procédés consistent à disposer un renfort fibreux sec dans la cavité d'un moule et à l'imprégner progressivement par une résine liquide réactive. Ils permettent de fabriquer des pièces de haute performance，possèdent un fort potentiel d'automatisation et offrent des possibilités intéressantes comme l'utilisation de renewtissés tridennels. Plusieurs工业应用pourraient bénéficier des avantages apportés par les procédés LCM迈斯le décement est retardé en reason du manque d 'outils pédictifs fiables.该研究计划旨在克服现有技术中的障碍，以优化模具的拉康塞普雄并模拟复合材料的制造。Les travaux de recherche s'articulate en trois volets principaux：1- Les phénomènes d'écoulement aux petites étres（de 10 microns à quelques centimètres）seront étudiés par simulation numérique. L'approche se fondera sur l'utilisation de la microtomographie aux rayons X pour recruitire des géométries représenections de la structure réelle du matériau. Ceci permettra de mieux理解了在树脂注入过程中复合材料中制造缺陷对可再生纺织品建筑的影响。2-第二次在复合材料（完整件的策勒）上进行宏观观察，并采用一种新的方法进行模拟。该模型建立在多通道双相耦合模型的基础上，并引入了材料固有变量的随机描述。3-Le troisième volet proposera une nouvelle methodologie de concept pour optimiser le dimensionnement des moules. Une methode rapide pour simuler le comportement thermomecanique des moules sera soup Au point afin d'intégrer les résultats de simulation dans une procédure d'optimization multicritère. 这些新的数字化建议主要针对复杂的交叉情况，以便在工业实用环境中使用泰尔梅。Ceci approtera une avancée significative dans l'utilisation du prototypage virtual lors de la aprilà l'échelle des procédés，étape criticism en vue de décriminper de nouvelles applications des composites.