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11 avr
11/04/2017 10:30

RECHERCHE

Soutenance de thèse : Nicolas LION

Caractérisation mécanique de la glace aéronautique sous chargement rapide et développement d’une loi de comportement pour simuler des impacts de glace

Doctorant : Nicolas LION

Laboratoire INSA :  LaMCoS
Ecole doctorale : ED162 : Mécanique, Energétique, Génie civil et acoustique (MEGA)

De nombreuses études ont été financées ces dernières années par l'industrie aéronautique en vue de caractériser expérimentalement puis de simuler numériquement l'ingestion par les moteurs d'avion de projectiles en tout genre. La glace est un exemple de projectiles susceptibles d'impacter les moteurs d'avion pendant leur fonctionnement. Notre travail s'inscrit directement dans ce cadre de recherche avec l'objectif de caractériser expérimentale la glace aéronautique à haute vitesse et de développer un modèle qui permettra de simuler des impacts de glace sur une structure. Une synthèse des divers travaux et recherches existants sur le matériau glace permet de faire le point sur les connaissances actuelles du matériau glace et d'en pointer les faiblesses, notamment l'absence de données expérimentales sur les glaces aéronautiques. Les protocoles de fabrication de différent types de glace, le protocole d'usinage des échantillons, la méthode de transport, des bancs d'essais sur presse électromécanique et sur barres d'Hopkinsons ont été développé. Ils permettent de mieux cerner les mécanismes du comportement de la glace à hautes vitesses de déformation. Enfin, un modèle de comportement et de rupture général applicable aux matériaux fragiles et plus particulièrement à la glace sous impacte est détaillé. Il s'agit d'une loi de comportement élasto-endommagebale avec endommagement de type Mazars, associé aux modifications de Chuzel pour son utilisation en dynamique rapide. La méthode d'identification des paramètres de la loi à partir des essais est également présentée. L'implémentation de la loi dans le code commercial LS-Dyna est validée sur des cas simples avant que les résultats numériques ne soient confrontés aux résultats expérimentaux. Cette comparaison a mis en lumière un défaut inhérent au modèle d'endommagement de type Mazars une correction du modèle est donc présentée.