Effets de la longueur de délaminage et de sa position sur le comportement vibratoire des plaques composites stratifiées

Abstract

Dans cette thèse, le comportement dynamique des plaques composites stratifiées présentant des défauts est étudié. La formulation du modèle mathématique en éléments finis étendue (XFEM) avec prise en compte des déformations en cisaillement transverse et de l’inertie de rotation est ainsi établie. Sur la base de ce développement mathématique, un programme informatique est élaboré par nos soins. Des applications portant sur l’influence de la longueur de la fissure et de sa position sur le comportement dynamique des plaques fissurées isotropes et composites sont traitées. Les résultats obtenus par le biais du présent programme sont en très bonnes concordances avec ceux de la littérature consultée. On reporte que les fréquences décroissent avec l’accroissement de la longueur de la fissure. Ce phénomène est plus accentué sur les modes antisymétriques en y. On attribue ceci au fait que la fissure divise la plaque en deux parties. Les résultats relatifs à la réponse à l’impact montrent que la force de contact passe par trois zones avec l’existence d’une longueur de fissure critique où la plaque perd considérablement sa rigidité. La thèse est composée de cinq chapitres: le chapitre 1 est consacré à une nouvelle méthode d’analyse numérique des structures présentant des discontinuités: la méthode des éléments finis étendue (XFEM), les fondements théoriques de cette méthode sont adaptés pour l’analyse du comportement vibratoire des plaques fissurées. Le chapitre 2 est dédie à l’implémentation numérique de cette méthode. Un intérêt particulier est porté au calcul des matrices de rigidité et de masse des éléments discontinus. Afin de donner une idée sur le degré d’exactitude du programme développé dans le traitement des plaques isotropes, des études comparatives sont effectuées au chapitre 3 sur des cas de plaques saines et fissurées, le chapitre est accompli par des études paramétriques. Dans le chapitre 4, le comportement vibratoire des plaques composites sans défauts et avec fissures est examiné, des cas de plaques avec fissure interne et aux bords sont traités. Le 5ème chapitre traite l’effet du choc sur les réponses dynamiques des plaques isotropes et composites fissurées. La thèse est achevée par une conclusion générale et des recommandations et perspectives pour des travaux futures.