Homogénéisation par approche « TFA » intégrée au schéma de Mori-Tanaka pour les composites élastoplastiques/viscoélastiques/viscoplastiques : Théorie et validation numérique

Abstract

Cette étude est basée sur une approche multi-échelles à champs moyens modifiée. Elle propose un modèle micromécanique permettant de prédire le comportement global des composites élastoplastiques et viscoélastiques-viscoplastiques renforcés par des fibres longues. La méthode d’homogénéisation adoptée est le schéma de Mori-Tanaka combiné à une « analyse par champs de transformation » (abrégée anglais TFA). De plus, motivée par l’observation de la distribution des champs locaux dans les analyses d’homogénéisation par éléments finis, l’approche proposée est étendue pour introduire un type spécial d’enrobage entre les fibres et la matrice. Cette extension permet de faire face à la surestimation de la réponse globale contrainte-déformation rencontrée en utilisant la méthode classique de Mori-Tanaka. Plus précisément, l’enrobage a le même comportement initial que celui de la matrice mais les champs de déformation inélastiques (plastiques, viscoélastiques ou viscoplastiques) sont amplifiés par rapport à ceux de la matrice pendant le chargement. Dans cette étude, les équations constitutives régissant l’approche proposée sont fournies. Une validation numérique complète est effectuée sur la base de simulations de chargements non monotones ainsi que des chargements multi-axiaux non proportionnels à différentes vitesses de déformation.