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Recherche - Valorisation

Comportement mécanique des matériaux tissés soumis à un impact balistique : approches expérimentale, numérique et analytique

le 6 juin 2013
13H30

Cuong Ha Minh, Maître de Conférences, ENS Cachan

Ha Minh Cuong

Ha Minh Cuong

Cette présentation porte sur l'étude du phénomène d'impact balistique dans le cas d'un tissu 2D et 3D. Trois approches ont été développées : numérique, expérimentale et analytique.

Un protocole expérimental spécifique a été développé en vue de la réalisation d'essais dynamiques sur un fil en utilisant des moyens de suivi avec des systèmes d'acquisition rapide. Les essais balistiques ont été effectués à l'aide d'une plateforme utilisant un canon à gaz ainsi qu'une instrumentation permettant le suivi de la vitesse du projectile et la déformation du tissu.

D'un point de vue numérique, deux modèles ont été utilisés : modèle macroscopique et modèle mésoscopique. En effet, le modèle macroscopique, qui considère un tissu 2D comme étant une plaque homogène, permet une prédiction sommaire des paramètres d'impact : vitesse d'impact, vitesse résiduelle, énergies d'impact, forces d'impact, pyramide de déformations, etc. Pour mieux mettre en évidence les interactions entre les fils d'un tissu 2D, un modèle mésoscopique, utilisant des éléments coques, a été développé. La confrontation des résultats obtenus par les deux modèles avec les données expérimentales démontre la robustesse de la modélisation à l'échelle mésoscopique puisque le phénomène des contacts fil/fil et projectiles/fils peut être analysé.

Par ailleurs, dans un souci d'optimisation de temps de calcul, une combinaison entre les modèles mésoscopique et macroscopique a permis le développement d'un modèle multi échelle méso-macro en distinguant les différentes zones d'élaboration d'impact sur le tissu.

Un outil numérique est développé afin de modéliser géométriquement un tissu 3D en prenant en compte la section des fils. Ce modèle permet également d'étudier les effets des frottements et des bords sur un tissu 3D soumis à un impact balistique.

D'autre part, un modèle analytique a été élaboré en prenant en compte les réflexions des ondes de déformation sur les fils pendant l'impact d'un tissu 2D multicouches. Ce modèle permet de prédire d'une façon continue l'évolution de plusieurs paramètres décrivant l'impact, en particulier la vitesse résiduelle et la limite balistique d'un tissu.

Mots clés : éléments finis, tissus balistiques, impact, mécanismes d'endommagement, rupture, modèle analytique, ondes de déformation, comportement dynamique

Type :
Séminaires - conférences
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Amphi e-média
Bâtiment Léonard De Vinci de - ENS Cachan
61, avenue du Président Wilson 94230 Cachan

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