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Conception et calcul composite WINDYAK

Pièce jointe : UV Recherche Juin 2010 – B. ADAMO

Note : La partie conception a été réalisée sur CATIA V5R18 et la partie calcul par éléments finis sur

ABAQUS/CAE 6.8-3

Table des matières 1 Point sur le travail réalisé ............................................................................................................... 2

1.1 Dessin de la géométrie sur CATIA ........................................................................................... 2

1.2 Modélisation élément finis ..................................................................................................... 3

1.3 Résultats ................................................................................................................................. 4

2 Travail restant à effectuer .............................................................................................................. 7

2.1 Pour la modélisation ............................................................................................................... 7

2.2 Pour les choix des matériaux composites et de leur caractéristiques .................................... 7

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1 Point sur le travail réalisé

1.1 Dessin de la géométrie sur CATIA

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1.2 Modélisation élément finis

La première étape à été de partitionner la géométrie importée afin de pouvoir assembler les

différents composants et appliquer les forces :

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On applique ensuite les différents composites aux endroits souhaités, il faut être vigilant à leur

orientation qui se fait par rapport à l’orientation du matériau :

Les interactions entre les composants sont de type Tie, ce qui permet de transmettre tous les efforts

et les déplacements.

Chargement : toutes les forces sont appliquées sur des nœuds.

Conditions aux limites : toutes les translations bloquées sur la face arrière, uniquement sur z pour la

face avant.

Le maillage se fait sur la Part pour les parois et le support de bras et sur l’assemblage pour la coque

(ceci à cause de la partition faite dans l’assemblage pour contraindre le support de bras par rapport à

la coque).

1.3 Résultats

La configuration étudiée est la suivante :

Coque : 3 tissés équilibrés verre-époxy 300g + renforts UD 600g sur 75mm de largeur entre

les points d’attache

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Pont : 3 tissés équilibrés verre-époxy 300g + renforts UD 600g sur 75mm de largeur entre les

points d’attache et l’axe du mât + sandwich sur 55 cm avec une ame de 4mm entre 3 tissés

équilibrés verre-époxy 300g et 2 tissés équilibrés verre-époxy 400g

Support de bras : 4 bibiais verre-époxy 400g + sandwich sur les faces latérales (2 plis/ame/2

plis)

Pour visualiser les résultats j’utilise le critère de Hill-Tsai, pour l’obtenir il faut demander la variable

CFAILURE dans le Step de chargement.

Le critère de Hill doit toujours être inférieur à 1 (rouge>1)

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2 Travail restant à effectuer

2.1 Pour la modélisation

Améliorer la géométrie du support de bras ?

Répartition des appuis du support de bras sur le pont (point d’attache+contact des arrêtes

libres avec le pont)

Améliorer les conditions aux limites pour coller à la réalité. Idée : coupler des points éloignés

des extrémités de la coque aux arrêtes libres des extrémités de la coque puis ces point seront

bloqués en translation, ceci permettra une rotation des extrémités de la coque, ce qui n’est

pas le cas pour l’instant.

Améliorer le maillage (certains élément sont trop allongés ou trop déformés par rapport à la

géométrie d’origine), les éléments en cause sont identifiés dans le module Visualization puis

dans l’arbre de gauche dans : Output DatabasesJob nameElement

SetsWarnElemDistort et WarnElemWarped

Mieux définir l’orientation des UD du pont

Définir une orientation de matériau cohérente pour le matériau du support de bras

Améliorer les contraintes d type Tie entre la coque et les parois d’étanchéité (certaines

arrêtes ne reste pas collées, elles sont identifiées dans Output DatabasesJob nameNode

Sets)

2.2 Pour les choix des matériaux composites et de leur caractéristiques

Il reste à peu près tout à faire dans cette partie, les seuls points de départ sont les valeurs utilisées

pour le verre-époxy :

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Ainsi que les valeurs suivantes pour le Lin-époxy (incomplètes) :

Uds Taux de fibres 50% en volume

Verre-Epoxy

Lin-Epoxy

Tech.Ingenieur Données FJ Tech.Ingenieur

Données FJ

Densité 1,97 1,9 1,35 1,325

module longi 35 37,68 24 27,12

R traction longi 900 1077 325 304

R traction transv 25 39 15 15

R compression longi 650 530 92 92

R cisaill.interlaminaire 90 69 15 47

Les objectifs sont de trouver la répartition optimale de composite permettant de minimiser le poids.