Mechanics of fibre reinforced composite plates: Experiments and computational modelling
Notice bibliographique
Résumé
Fibre-reinforced composite plates consist of bonded layers of either unidirectionally or multi-directionally reinforced sub-elements, which are arranged in a way to achieve optimum deformability and failure characteristics.This thesis examines the effective elasticity properties of a unidirectionally reinforced carbon fibre-polyester composite.A computational simulation of an experimentally determined fibre arrangement is used to derive the effective elasticity properties of the transversely isotropic composite.The computational estimates for the elastic constants are compared with several theoretical estimates for the effective elasticity properties that are based on regular arrangement of the reinforcing fibres, their volume fraction and the elasticity properties of the constituents.This study also examines the flexural behavior of a locally loaded rectangular Carbon Fibre-Reinforced Polymer (CFRP) composite plate under different edge support conditions.The assembly of the laminae is used to construct a computational model of the plate.The layered composite CFRP plate used in the experimental investigation consisted of 11 layers of a polyester matrix reinforced with carbon fibres.The bulk fibre volume fraction in the plate was approximately 66%.The experimental results for the deflected shape of the plate were used to establish the validity of a computational approach that accounts for large deflections of the plate within the small strain range.This thesis also examines the role of a crack on the overall flexural behaviour of a circular layered composite CFRP plate with fixed boundary and different through crack configurations, which is subjected to uniform air pressure loading.In particular, the effect of crack length and orientation on the overall iii pressure-deflection behaviour of the plate is investigated.The assembly of the cracked laminae is also used to construct a non-linear model of the cracked plate.iv RÉSUMÉ Les plaques composites à renforts fibreux constituent en des ensembles de couches assemblées selon leur épaisseur de manière uni-ou multidirectionnelle afin d'obtenir des propriétiés de déformabilité ou de résistance optimales.Cette thèse se propose d'étudier les propriétiés élastiques effectives d'un composite à matrice de polyester renforcé par des fibres de carbone unidirectionnelle.Une simulation numérique est utilisée pour determiner les propriétiés élastiques equivalents dans l'hypothèse d'un comportement isotrope transverse au moyen d'un arrangement des fibres obtenu expérimentalement.Les estimation de ces constates élastiques obtenue par voie numérique sont comparées avec plusieurs estimations théoriques basées sur l'hypothèse d'un arrangement régulier des fibres et sur les fractions volumiques des constituants et leurs propriétés.Le travail est également étendu à l'identification des modules de glissement en plan et hors-plan d'une bande rectangulaire composite en polymère renforcée par des fibres de carbone.Les modules de glissement sont obtenus à partir de la rigidité torsionnelle déterminée expérimentalement et de technique de réduction de données basées sur le modèle de torsion de plaques rectangulaires orthotropes de Lekhnitskii.Cette etude examine également le comportement flexionnel d'une telle plaque rectangulaire chargée ponctuellement pour différentes conditions aux limites appliquées.L'assemblage du laminé est utilisé pour construire un modèle numérique de la plaque.La plaque laminée de composite utilisée dans les investigations expérimentales consiste en un ensemble de 11 couches à matrice polyester renforcée par des fibres de carbone.La fraction volumique de fibre dans la plaque est approximativement de 66%.Les résultats expérimentaux obtenus pour la déformée de la v plaque ont été utilisée en vue de valider l'approche numérique qui prend en compte les grandes déflections sous l'hypothèse de petites déformations.Le travail investigue aussi l'effet d'une fissure sur le comportement global d'une plaque composite circulaire pour des conditions aux limites fixées et pour différentes configurations de fissures à travers la plaque, et soumise à une pression d'air uniforme.En particulier, l'influence de la longueur de fissure et de son orientation sur la réponse globale pression-déplacement est étudiée.L'assemblage de couches fissurées est également utilisé afin de construire un modèle non linéaire matériel de la plaque fissurée.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».