Calcul analytique de multicouches composites non-délaminés et délaminés en traction uniaxiale avec des bords libres
Résumé
Le problème de bord libre est l'un des problèmes les plus importants dans la conception et l'analyse des matériaux composites. Les contraintes interlaminaires trop importantes près de bords libres, théoriquement singulières, pourraient conduire au délaminage des matériaux multicouches. La théorie classique des plaques stratifiées (CLT) n'est pas capable de prédire le champ de contraintes 3D près des bords. En raison de complexité du problème, il n'y a pas de solution exacte pour ce problème, sauf dans certains cas simples. Par conséquent, de nombreuses différentes méthodes analytiques et numériques ont été utilisées pour surmonter cette faiblesse de la théorie classique (CLT) dans le calcul des contraintes interlaminaires près des bords. La résolution 3D du problème est généralement très coûteuse au niveau du temps et du mémoire. Ce travail, en utilisant un Modèle Multiparticulaire des Matériaux Multicouches (M4), présente une alternative plus efficace aux éléments finis et autres méthodes numériques pour résoudre des problèmes de bord libre. En appliquant la théorie du modèle M4-5n, cette étude fournit une méthode d'analyse des stratifiés composites en traction uniaxiale. Les solutions analytiques du modèle M4-5n pour des multicouches composites dans les états non-délaminé et délaminé sont obtenues et comparées avec celles des éléments finis 3D. La comparaison entre les résultats du modèleM4-5n et ceux des éléments finis 3D démontre la capacité du modèle M4-5n 'a fournir des résultats très précis avec une efficacité beaucoup plus importante par rapport aux éléments finis 3D.