Génération de microstructures et analyses multi-échelles à champs complets pour les composites thermoplastiques renforcés de fibres courtes

Abstract

Afin d’apporter un maxinmun d’éléments de compréhension quant au comportement mécanique des composites thermoplastiques renforcés de fibres courtes, la présente contribution propose une démarche multi-échelle par champs complets. Pour ce faire, des maillages de VER (Volumes Élémentaires Représentatifs) ont été générés avec un positionnement aléatoire des fibres tandis que leurs orientations sont distribuées selon une ODF (Orientation Distribution Function). Ces VERs présentent une périodicité par construction assurant ainsi une transition d’échelle par homogénéisation périodique. Le comportement à l’échelle macroscopique est ainsi déterminé à partir de simulations par éléments finis de ces VERs, intégrant les lois de comportement spécifiques des constituants et plus particulièrement celui de la matrice thermoplastique décrit ici par un modèle viscoélastique-viscoplastique avec endommagement ductile. L’approche proposée permet ainsi de visualiser les mécanismes locaux de déformation et de dégradation et d’en analyser l’influence sur la réponse macroscopique du composite lors de chargements monotones, persistants et cycliques.