Projet de Physique STPI 2 P 6 3

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet P 6 -3 2008 -2009 Comportement des assemblages boulonnés en matériaux composites Pierre FAVIER Lucie RIBET Jiayuan TAN Anne-Laure TILHAC Samuel WILLY Enseignant responsable : Benoit Vieille

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 1. Objectifs à atteindre • Familiarisation avec les matériaux composites • Etude de la résistance des matériaux • Acquisition des bases sur les assemblages boulonnés • Tenter de dimensionner un assemblage boulonné en matériau composite

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 2. Méthodologie - Organisation du travail Pierre Lucie - Les assemblages boulonnés - Influence de nombreux paramètres sur le comportement - Mise en page du dossier Chef de projet - Influence du trou dans une structure et du critère du point stress Tan - Les mécanismes d’endommagement • Faire apparaitre les différents axes de travail Anne-Laure - Les matériaux composites - Rappels de RDM - Conclusion Répartition des tâches Samuel - Introduction - Les composites stratifiés

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 1 Les matériaux composites Qu’est ce qu’un matériau composite? Un exemple de matériau composite Ø Le renfort Un renfort unidirectionnel Des tissus

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 1 Les matériaux composites Ø La matrice § inorganique § organique polymères thermodurcissables polymères thermoplastiques Ø Caractéristiques d’un pli élémentaire Ø Les avantages § addition des propriétés mécaniques § légèreté § grande résistance à la traction

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 2 Les composites stratifiés • Superposition de plis élémentaires • Orientations différentes des plis

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 3 Influence du trou dans la structure § Plaque trouée § Trou Ø Influence du trou en comparaison à une plaque lisse: • Ovalisation du trou • Diminution de la résistance de la plaque • Rigidité identique entre les deux types de plaques Ø Comment calculer la contrainte maximale capable de supporter une plaque trouée?

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 3 Influence du trou dans la structure Le point stress: 1: Calcul de la contrainte maximal d’une plaque lisse 2: Utilisation d’un logiciel de modélisation des contraintes 3: Identification sur la courbe de profil des contraintes Profils des contraintes Trous de diamètre R 1 et R 2

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 4 Les assemblages boulonnés Assemblage boulonné = vis + écrou + rondelle Eclissage simple ou double Utilisation : § transport (aéronautique, automobile…) § construction (ponts, monuments, grues…) Comportement plastique ou élastique Rupture fragile ou progressive

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet 3. 4 Les assemblages boulonnés Paramètres influents sur le comportement de l’assemblage : -rapport D/t (t : épaisseur de l’éprouvette) -rapport E/D - rapport D/w - matrice du matériau composite - température - vieillissement humide

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 3. 4 Les assemblages boulonnés Résultats observés Influence de la résine ou du polymère TA (25°C) Caractéristiques du polymère C/époxy THERMODURCISSABLE Tg (époxy) = 150°C AMORPHE C/PPS THERMOPLASTIQUE Tg (PPS) = 90°C Tm (PPS) = 280°C SEMI - CRISTALLIN Rupture fragile au bout de de 1, 7 mm 2, 5 mm Sans vieillissement humide : 120°C < Tg (époxy) 120°C Influence de la température STPI/P 6 -3/2009 -N° projet Rupture fragile Après un vieillissement humide : Rupture progressive Tg (PPS) < 120°C < Tm (PPS) Rupture progressive par matage

Projet de Physique STPI 2 (P 6 -3) année 2008 -09 STPI/P 6 -3/2009 -N° projet Conclusions et perspectives • Recherches bibliographiques et calculs • Expériences sur le site du Madrillet • Quelques règles de dimensionnement • Travail d’équipe répartition des tâches • Les assemblages hybrides, un bel avenir?