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Physique du moulage des composites structuraux - Aspects théoriquesArticle de référence | Réf : AM3719 v2
Auteur(s) : Christophe BINETRUY
Date de publication : 10 déc. 2021
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La compression d’un renfort fibreux préimprégné d’un polymère de viscosité élevée donne lieu à des écoulements où les fibres sont transportées par le polymère. Ce mécanisme est observé pour les polymères thermoplastiques et pour certaines formulations de préimprégnés thermodurcissables. Contrairement aux situations décrites à la section 2 où intervient un écoulement interstitiel, ici c’est le composite qui s’écoule sans vitesse relative fibre/matrice. La conséquence pratique est que le taux de fibres du composite est conservé au cours de la transformation.
3.1 Empilement unidirectionnel
On considère l’empilement d’un préimprégné unidirectionnel présenté en figure 14, d’épaisseur initiale 2h 0, de largeur initiale 2l 0 où toutes les couches sont orientées selon la direction x 3. Le matériau est soumis à un effort de consolidation F selon la direction x 2.
Les hypothèses suivantes sont introduites :
H1 : Les fibres initialement orientées selon x 3 restent orientées dans cette direction pendant la compression ;
H2 : On suppose que la matrice a une viscosité suffisamment élevée pour qu’à la vitesse de compression
le polymère entraîne les fibres selon la direction x 1 et qu’il ne s’écoule pas dans la direction x 3 (v 3 = 0). Dans ce cas le taux de fibres demeure constant, et du fait de la conservation de la masse, la consolidation entraîne simplement un changement de facteur de forme de l’empilement qui respecte la condition géométrique :
H3 : Les fibres continues sont supposées inextensibles du fait de leur grande rigidité ;
H4 :...
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PLASTIQUES ET COMPOSITES
(1) - WEITZENBÖCK (J.R.), SHENOI (R.A.), WILSON (P.A.) - Measurement of principal permeability with the channel flow experiment. - In: Polymer Composites 20.2, p. 321-335 (1999).
(2) - ADAMS (K.L.), RUSSEL (W.B.), REBENFELD (L.) - Radial penetration of a viscous liquid into a planar anisotropic porous medium. - In: International Journal of Multiphase Flow 14.2, p. 203-215 (1988).
(3) - BANCORA (S.P.), al - Effective permeability averaging scheme to address in-plane anisotropy effects in multi-layered preforms. - In: Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 113, p. 359-369 (2018).
(4) - TARI (M.J.), al - Analysis of resin transfer molding with high permeability layers. - In: J. Manus. Sci. Eng. (1998).
(5) - HSIAO (K.T.), al - A closed form solution for flow during the vacuum assisted resin transfer molding process. - In: J. Manuf. Sci. Eng. 122.3, p. 463-475 (2000).
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