SIMULATION OF THE CONSTITUTIVE BEHAVIOR OF FIBROUS MEDIA SUBJECTED TO LARGE DEFORMATIONS: APPLICATION TO KNITTED REINFORCEMENTS
SIMULATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES MILIEUX FIBREUX EN GRANDES TRANSFORMATIONS : APPLICATION AUX RENFORTS TRICOTES
Résumé
Modelling fibrous reinforcement involves to take into account, on one hand, a tridimensionnal architecture made of yarns and, on the other hand, their elementary anisotropic behavior that results from a complex microstructure. Our research consists in the development of finite element models able to cope with large deformations in order to obtain the numerical characterization of the behavior of elementary representative cells. This behavior will make it possible to simulate shaping-processes. A geometric model of a structural knit is built in order to set up a consistent 3D finite element model at mesoscopic scale. The hypo-elastic orthotropic behavior is detailed with the aid of the tensorial tool. This allow us to propose a new model: the Fibrous Equivalent Orthotropic Continuum. Lastly, some prospects for Fibrous Equivalent Anisotropic Continua models, where the strong anisotropic directions are non-orthogonal, are developed.
La modélisation des renforts fibreux combine la prise en compte d'une architecture tridimensionnelle enchevêtrée de mèches et de leur comportement élémentaire anisotrope, résultant, lui-même, d'une microstructure complexe. Notre travail consiste en la mise au point de modèles éléments finis en grandes transformations permettant de caractériser numériquement le comportement des cellules élémentaires représentatives afin de simuler les procédés de mise en forme. Un modèle géométrique de la maille de tricot à l'échelle mésoscopique est construit afin de supporter un modèle éléments finis 3D cohérent. Le comportement, orthotrope et hypo-élastique, est formulé à l'aide de l'outil tensoriel. Cela nous permet de proposer et d'analyser un nouveau modèle : le Milieu Continu Equivalent Orthotrope Fibreux. Enfin, des perspectives pour des modèles de Milieux Continus Equivalents Anisotropes Fibreux, où les directions fortes d'anisotropie sont non-orthogonales, sont développées.