Principe de la méthode d’analyse des essais.

La démarche que nous adoptons pour analyser les essais par la suite sera ici illustrée sur l'essai de dépliage UT2 sur cornière UD (noté configuration n°2 sur la Figure VI-23).

Le principe consiste à appliquer le chargement correspondant au chargement à rupture expérimental et à déterminer la valeur maximale des différents critères de rupture supposés catastrophiques pour la structure (à savoir le critère de rupture fibre noté f1±, et critère

interfibre hors-plan f3±). Nous vérifions ensuite la bonne prévision de la localisation de la

rupture pour la charge à rupture expérimentale.

La rupture dans le cas présent est due au délaminage qui s'amorce dans le rayon et se propage de manière instantanée. Les Figure VI-29 et Figure VI-30 montrent la prévision de localisation de la rupture déterminée par le critère de rupture hors-plan et le faciès de rupture observé lors des essais pour l'essai de dépliage sur cornière UD noté configuration n°2.

Figure VI-29: Prévision de l’amorçage du délaminage dans une cornière UD sous

sollicitation de dépliage UT2

Figure VI-30: Faciès de rupture observé sur une cornière UD sous sollicitation de

dépliage UT2.

La prévision de la localisation de la rupture est en bon accord avec les observations expérimentales, comme détaillé dans la section précédente. Le carré noir sur la Figure VI-29 représente le point de Gauss pour lequel la valeur du critère de rupture hors-plan f3+ est

maximal dans la structure. Le modèle suppose que le délaminage s’amorce à partir de ce point et se propage instantanément induisant ainsi la ruine de la structure. Nous relevons en ce point l’état de contrainte que nous reportons ensuite sur l’enveloppe de rupture théorique dans le plan des contraintes (33, 13) (Figure VI-31). Ce point à rupture nous permet de valider

uniquement une très petite partie de l’enveloppe de rupture et n'utilise l'information contenue qu'en un seul point de la structure. On notera que les prévisions du modèle de rupture, représentées par l'enveloppe de rupture, sont conservatives pour l'essai de dépliage UT2 sur cornière UD, comme détaillé dans la section précédente.

De plus, comme précisé précédemment, le délaminage s’amorce et se propage instantanément. Il est donc délicat de déterminer avec précision le lieu d’amorçage du délaminage dans la structure. Pour extraire plus d’information de cet essai, nous avons donc choisi de considérer l'ensemble des points de Gauss dont la valeur du critère f3+ est supérieure

à 95% de la valeur maximum du critère pour la charge à rupture expérimentale. Nous avons montré précédemment que la localisation du délaminage était en bon accord avec les faciès de

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rupture observés et nous nous sommes assurés que les points retenus étaient localisés sur la zone de rupture expérimentale.

Figure VI-31: Représentation de l’état de contrainte du point d’amorçage de la rupture sur l’enveloppe de rupture.

La Figure VI-32 montre la localisation des points (de Gauss) à rupture retenus dans la cornière, et la Figure VI-33 montre les états de multiaxialité de ses points dans le plan des contraintes (33, 13). L'enveloppe de rupture théorique est également reportée sur cette figure

pour faciliter la visualisation des états de contraintes considérés. Ces nouveaux points rompus permettent de valider une partie plus importante de l’enveloppe de rupture, mais seules les informations contenues en quelques points de la structure sont utilisées.

Figure VI-32 : Prévision de la zone de rupture en considérant les points rompus

pour la force à rupture expérimentale.

Figure VI-33 : Représentation de l’état de contrainte de tous les points retenus sur

l’enveloppe de rupture.

Enfin, pour capitaliser au maximum les informations des essais sur structure, l'idée a consisté à utiliser tous les points non rompus au sein de la structure, c'est-à-dire tous les points qui ne se trouvent pas sur le délaminage. La visualisation des points (de Gauss) rompus et non

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rompus dans la plan des contraintes (33,13) permet de valider de façon plus riche les

différents couplages entre les mécanismes de rupture.

La Figure VI-34 nous montre l’enveloppe de rupture théorique dans le plan des contraintes (33, 13), les états de contraintes des points rompus (en rose sur la Figure VI-34, qui doivent

se situer sur l’enveloppe de rupture) mais aussi les états de contraintes des points non rompus (en vert sur la Figure VI-34 qui doivent se situer dans l’enveloppe de rupture). Cette méthode d'analyse nous permet d'exploiter l'ensemble des informations disponibles en tout de la structure.

Figure VI-34 : Validation d’une partie de l’enveloppe de rupture dans le plan des contraintes (33, 13) grâce aux points rompus et non rompus extraits de la structure pour la charge à

rupture expérimentale.

L'utilisation simultanée des points rompus et non rompus au sein de la structure considérée permet de capitaliser au maximum l'ensemble des informations disponibles dans la structure et pouvoir valider les différents couplages. Dans le cas de l'essai de dépliage UT2 sur cornière UD, il a été possible avec un seul essai sur structure de valider le couplage introduit entre la traction hors-plan et le cisaillement hors-plan 13, confirmant ainsi les prévisions de

l’approche à la rupture proposée.

La démarche que nous vous venons de présenter a été appliquée par la suite à tous les essais de validation sur cornières effectués pendant cette campagne expérimentale.

VI.6.3 Validation de l’enveloppe de rupture dans les plans (33,13) et (33,23).

Les Figure VI-35 et Figure VI-36 montrent les enveloppes à rupture théoriques respectivement dans les plans des contraintes (33,13) et (33,23), ainsi que l'ensemble des

points rompus et non rompus à la charge à rupture expérimentale pour chaque configuration d'essais considérée.

Les essais de validation sur cornières stratifiées que nous avons effectués permettent de valider une grande partie de l’enveloppe de rupture dans les deux plans contraintes (33,13) et

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traction et cisaillement hors-plan semblent être bien reproduits par le modèle proposé. La forme de l'enveloppe de rupture est en bon adéquation avec les points non rompus issus des différents essais de dépliages sur cornière. La rupture des éprouvettes pour ces chargements est toujours due au délaminage et la prévision de la localisation de la rupture est en bon accord avec les données expérimentales. Cependant pour la configuration n°1 sur les cornières UD, la rupture des éprouvettes a eu lieu pour une force plus élevée que prévue. Ces résultats d'essai n'étant pas cohérent avec le reste des essais disponibles, nous avons donc choisi de ne pas représenter cette configuration sur l’enveloppe de rupture dans le plan des contraintes (33, 13).

Figure VI-35 : Validation de l’enveloppe de rupture dans le plan des contraintes (33,13) par

l'analyse des points rompus ou non à la charge à rupture expérimentale

Figure VI-36 : Validation de l’enveloppe de rupture dans le plan des contraintes (33-23) par

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Il convient enfin de noter que, pour les chargements combinés de compression / cisaillement hors-plan, peu de configurations d’essais ont permis d'obtenir des chargements combinés de fort cisaillement hors-plan et de faible compression hors-plan, le mode de rupture rencontré lors des essais de pliage n'étant pas celui escompté. En effet, la rupture des éprouvettes est due, pour les essais de pliage de type FT1, à une rupture fibre en compression intervenant dans le rayon intérieure de la cornière. Les mécanismes de ruine interfibre hors-plan et de rupture fibre étaient en compétition dans la structure pour la charge à rupture expérimentale au sein des différentes éprouvettes testées. Nous avons également constaté que lorsque la rupture hors-plan se produit, la rupture en compression sens fibre intervient seulement quelques secondes plus tard comme montré sur les Figure VI-37 et Figure VI-38 pour les empilements UD et OR. Pour ces configurations, nous n’avons donc pas de point de rupture nous permettant de valider le critère de rupture interfibre hors-plan. En revanche, l’utilisation des points non rompus nous a permis néanmoins de valider le renforcement de la résistance apparente pour des chargements combiné de forts cisaillement hors-plan (13 ou 23). Les

couplages introduits entre les mécanismes de rupture en compression hors-plan et cisaillement hors-plan ont donc pu être validés partiellement et de manière "faible" par l'analyse des points non rompus dans les cornières soumises à des sollicitations de pliage.

Figure VI-37 : Faciès de rupture observé sur une cornière UD soumise à un essai de pliage

FT1.

Figure VI-38 : Faciès de rupture observé sur une cornière OR soumise à un essai de pliage

FT1.

VI.6.4 Validation du couplage entre le cisaillement hors-plan et la compression sens