Comptes Rendus
Optimisation du tissage de composites orthogonaux 3D
[Optimization study of 3D orthogonal reinforcement]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 9, pp. 704-713.

This Note deals with an optimization study for the representative elementary volume (REV) of the 3D orthogonal reinforcement in order to suggest the internal geometry of wicks as well as the prediction of mechanical and damage properties under axial loading. The applied method of optimization is the one of the sequential quadratic programming (SQP). The mechanical properties are determined by a homogenization study based on the average sum of the rigidities of the constituents and the composite resistance is searched starting from the application of the 3D Tsai-Wu failure criterion. The proposition of the weaving is spotted by the internal geometry represented by the fibers volume fractions, their proportions in each direction and the weaving step of the vertical reinforcement. The results of this study are compared to experimental studies about 3D orthogonal with carbon reinforcements.

Ce travail présente une optimisation du volume élémentaire représentatif (VER) du renfort 3D orthogonal, permettant de prédire la géométrie interne des mèches ainsi que les propriétés mécaniques et à rupture sous chargement uni axial. La méthode d'optimisation appliquée est celle de la programmation séquentielle quadratique (SQP). Les propriétés mécaniques sont déterminées par une homogénéisation basée sur la sommation moyenne des rigidités des constituants et la résistance du composite est recherchée à partir de l'application du critère 3D de rupture de Tsai-Wu. La géométrie interne du tissage est représentée par les fractions volumiques des fibres, leur proportion dans chaque direction et le pas du tissage du renfort vertical. Les résultats de cette étude sont comparés avec des études expérimentales sur des orthogonaux 3D à renforts en carbone.

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DOI: 10.1016/j.crme.2008.07.006
Mot clés : Rupture, 3D orthogonal, Matériaux composites, Optimisation, Homogénéisation, Modélisation
Keywords: Rupture, 3D orthogonal, Composite materials, Optimization, Homogenization, Modeling

Rafic Younes 1; Zoheir Aboura 2; Malk Benzeggag 2

1 Université Libanaise, faculté de génie, campus universitaire Rafic-Hariri, Beyrouth, Liban
2 Université de technologie de Compiègne, laboratoire Roberval, Compiègne, France
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Rafic Younes; Zoheir Aboura; Malk Benzeggag. Optimisation du tissage de composites orthogonaux 3D. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 9, pp. 704-713. doi : 10.1016/j.crme.2008.07.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2008.07.006/

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