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Fabrizio PAGANO - Soutenance de thèse MINES ParisTech

Fabrizio PAGANO

Mécanismes de fatigue dominés par les fibres dans les composites stratifiés d'unidirectionnels

Titre anglais : Fibre-dominated fatigue failure in CFRP composite laminates
Date de soutenance : 04/10/19
Directeurs de thèse : Alain THIONNET, Myriam KAMINSKI

Mots clés en français : fatigue,composite stratifié,UD,fibre de carbone,emissions acoustiques,modèle aux éléments finis,
Mots clés en anglais : fatigue,CFRP laminate,UD,carbon fibre,acoustic emissions,FEM model,

Résumé de la thèse en français
Dans un composite stratifié, les plis orientés à 0° par rapport à la direction du chargement pilotent souvent la rupture sous chargement de traction. Les fibres procurent l'essentiel de la rigidité et la résistance de ces plis. Dans ces travaux de thèse, le comportement en fatigue des plis à 0° est analysé dans des stratifiés unidirectionnels (UD) et multidirectionnels, au moyen d'essais de fatigue multi-instrumentés. Un protocole expérimental est mis en place pour éviter les ruptures prématurées typiques des essais sur UD. L'évolution en fatigue des ruptures de fibres est identifiée par leur émission acoustique. Les mécanismes de fatigue dominés par la rupture des fibres sont analysés par un modèle aux éléments finis développé à l'échelle des constituants.

Résumé de la thèse en anglais
Under quasi-static and fatigue tension loads, the failure of a carbon fibre reinforced polymer laminate (CFRP) is usually driven by 0° plies. Carbon fibres give most of the stiffness and strength of these plies. In this work, the fatigue behaviour of 0° plies inside unidirectional (UD) and multidirectional laminates is analysed via multi-instrumented tension-tension fatigue tests. A numerical and experimental study is addressed to perform fatigue tests without the typical premature failures of the UD laminates. The acoustic emissions technique is used to identify the evolution law of fibre breaks. A finite element model is developed at the microscale (fibres and matrix) to analyse the fibre-driven fatigue mechanisms.

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