Elaboration et étude du comportement mécanique des profilés en T à base de fibres de verre et résine époxy

Abstract

L’industrie aéronautique utilise des matériaux composites dans la conception des structures des aéronefs en raison de leur rapport résistance/rigidité/poids élevé. Le joint en T est l’une des configurations de conception des fuselages des aéronefs en composite. Les joints en T sont constitués d’un panneau de revêtement et d’un raidisseur co-liés ou co-durcis ensemble avec un matériau de remplissage entre eux. Les joints en T sont sujets à des délaminations entre les couches de peau et de raidisseur et à des décollements entre les interfaces peau-raidisseurcharge. Ce travail réalisé dans le cadre de ce mémoire de projet de fin d’études consiste à étudier le comportement mécanique et le mécanisme de défaillance d’un joint en T composite soumis à une charge de traction, et à évaluer l’influence de l’ajout de la poudre nanométrique SiC sur son comportement mécanique en traction. Pour cela dans un premier lieu des stratifiés composites ont été élaborés selon un procédé manuel appelé moulage au contact, à partir d’un tissu en fibre de verre et d’une résine époxy et d’une poudre nanométrique SiC utilisée avec deux pourcentages massique différents 0.5 wt% et 1 wt%, et ils ont été sujets à des essais de traction et de flexion statiques, ainsi qu’à un essai dynamique de tour de chute. Les résultats significatifs qui ressortent sont les suivants : des améliorations de 34.09% et de 16.08% de la résistance à la traction et de la rigidité respectivement, des stratifiés composites verre/ époxy/ 0.5 SiC par rapport aux verre/ époxy. En se basant sur ces résultats, trois (03) types de profilés en T en fibres de verre, en fibres de carbone et en fibres de verre renforcé avec 0.5 wt% de SiC ont été élaborés, et ont subis un essai d’arrachement statique en traction. Les résultats de l’essai révèlent que les propriétés mécaniques du joint en T renforcé avec SiC n’ont toujours pas atteint celles du joint en fibres de carbone, alors que le joint en T renforcé avec SiC présente d’énormes améliorations par rapport à un joint en T sans poudre en termes de charge maximale (plus de 24%), ce qui prouve l’efficacité de la poudre nanométrique de carbure de silicium pour la charge statique en traction.