Définitions des configurations d’essais alternatives.

Pour valider l’enveloppe de rupture hors-plan, nous avons besoin d’avoir, dans le rayon de la cornière, différents niveaux de multiaxialités de contraintes hors-plan lors de la rupture de la structure par délaminage. Nous avons décidé de garder les essais de dépliages (montage déjà disponibles à l'Onera) et d’en modifier les configurations géométriques pour atteindre les différents niveaux de contraintes envisagés et ainsi valider les couplages pour les chargements combinés traction-cisaillement hors-plan de l’enveloppe de rupture. Concernant la validation des couplages pour les chargements combinés de compression-cisaillement hors-plan, nous avons vu précédemment (chapitre V) que ce type de sollicitation locale dans le rayon pouvait être obtenu lors d'un essai de pliage sur cornière. En effet, au lieu d'appliquer un chargement de traction sur le bras leg2 (montage UT2, montré sur la Figure VI-2), nous allons appliquer un chargement de compression sur ce même bras. Cet essai sera noté par la suite FT2. Pour l’autre type d’essai, nous avons choisi de plier, à l’aide d'un rouleau, la cornière dans la direction x. Cet essai sera noté par la suite FT1. Les Figure VI-7 et Figure VI-8 présentent les principes de ces deux types d'essais.

- 155 - Figure VI-7: Principe de l’essai de pliage

FT1 sur cornière stratifiée.

Figure VI-8: Principe de l’essai de pliage FT2 sur cornière stratifiée.

Avant d'expliquer comment les différentes configurations d’essais ont été déterminées, il convient de présenter les contraintes en terme de géométrie (i) imposées par l’utilisation de montages d’essais déjà existants à l’Onera et (ii) au procédé de fabrication des cornières stratifiées :

 Pour le montage UT1 : la longueur du bras leg1

(Lleg1) doit mesurer au moins 15 mm

pour éviter que le rouleau entre collision avec le mors du bras inférieur. La distance du rouleau au bras inférieur (Lspan) ne pourra excéder 57 mm.

 Pour le montage UT2 : la longueur du bras supérieur leg2

(Lleg2) doit mesurer au moins

15 mm pour éviter que mors supérieur ne soit en contact avec les vis du mors inférieur.

 Pour le procédé de fabrication : le rayon interne de la cornière (Ri) doit être au moins

de 3 mm car la fabrication des cornières ayant un rayon inférieur devient complexe et la dispersion sur les cornières produites devient importante.

Pour obtenir les différents rapports de multiaxialité des contraintes au sein des différentes parties (rayon, bras supérieur et bras inférieur) de la cornière, nous avons fait varier tous les paramètres géométriques de la cornière (à savoir le rayon interne, l'angle entre les deux bras, l'angle d'application de l'effort, les longueurs de bras, …).

La Figure VI-9 montre que certains de ces paramètres ont une faible (voire négligeable) influence sur l’état de multiaxialité des contraintes dans le rayon de la cornière. En effet, nous avons constaté que le rayon interne de l’éprouvette, l’angle entre les deux bras et l’inclinaison de l’éprouvette ont peu ou pas d’influence sur l’état de multiaxialité des contraintes.

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Figure VI-9: Paramètres ayant peu d’influence sur l’état de multiaxialité des contraintes hors-plan dans les cornières stratifiées sous différentes configurations d'essais de

pliage/dépliage.

Les paramètres ayant une influence de premier ordre sur l’état de multiaxialité des contraintes au sein de la cornière pour les essais de dépliage et de pliage sur cornières stratifiées semblent être la longueur des bras inférieur (leg1) et supérieur (leg2). Au cours des chapitres IV et V, il a été montré expérimentalement que les résistances hors-plan identifiées ne dépendaient pas de l'épaisseur totale de l'éprouvette. Aussi, pour cette étude, l’épaisseur totale des éprouvettes a été fixée à 16 plis, soit t = 4.19 mm d'épaisseur.

La Figure VI-10 montre l’influence des longueurs des bras supérieur et inférieur sur l'état de multiaxialité des contraintes à rupture au sein d'une cornière stratifiée UD. Nous pouvons remarquer que pour une longueur donnée Lleg1, la variation de l’autre longueur Lleg2 permet de

"balayer" une partie de l’enveloppe de rupture dans le plan des contraintes (33, 13). La partie

en traction-cisaillement peut-être validée au travers des comparaisons essais/calculs sur les quatres configurations retenues. Concernant la partie compression-cisaillement, les simulations que nous avons faites permettent seulement de couvrir une petite partie en faible compression hors-plan et important cisaillement hors-plan, mais permettront néanmoins de valider expérimentalement la présence d'un renforcement apparent de la résistance à rupture pour ce type de chargement combiné. En respectant les contraintes imposées par les montages existant et le procédé de fabrication, il ne nous a pas été possible de trouver de configuration pour des états de contraintes combinant une importante compression hors-plan et un faible cisaillement hors-plan.

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Figure VI-10: Influence des longueurs de bras d'une cornière stratifiée UD sur l’état de multiaxialité des contraintes à rupture.

Ce travail a été également réalisé pour l’empilement OR et les mêmes constatations ont été observées. Par conséquent, les Figure VI-11 et Figure VI-12 présentent respectivement les configurations retenues pour la validation des enveloppes de rupture prévues par le modèle proposé au chapitre III dans les plans des contraintes (33-13) et (33-23).

Figure VI-11: Configurations retenues pour la validation du critère de rupture hors-plan dans le plan des contraintes (33-13) sur des

cornières stratifiées UD.

Figure VI-12: Configurations retenues pour la validation du critère de rupture hors-plan dans le plan des contraintes (33-23) sur des

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VI.3 PRESENTATION DE LA CAMPAGNE EXPERIMENTALE DE VALIDATION SUR