• Karamian, Philippe
• Leclerc, Willy
• Vivet, Alexandre

Abstract

La communication porte sur la mise en place d'un cadre de décomposition de domaine pour l'évaluation des propriétés effectives de milieux hétérogènes. Nous nous intéressons plus particulièrement aux matériaux composites à matrice polymère renforcée en fibres courtes aléatoires. Il s'agit de matériaux dont la légèreté et le faible coût de conception suscitent un réel intérêt industriel mais dont l'étude numérique demeure encore délicate. En effet, la complexité de la microstructure liée au caractère aléatoire de la distribution et de la morphologie des fibres s'avère difficile à reproduire d'un point de vue modélisation et éléments finis (EF). Dans le présent travail, nous considérons la mise en place de motifs élémentaires représentatifs du matériau basée sur une génération aléatoire d'un nombre fini de paramètres morphologiques comme l'orientation, la longueur, le diamètre ou la courbure de chaque fibre. Un maillage EF est alors réalisé en approximant la géométrie réelle de la microstructure à l'aide d'une grille d'éléments quadrangulaires (2D) ou cubiques (3D) dont la finesse dépend de la précision espérée. Ce concept est de base particulièrement fiable et efficace dans l'optique de l'évaluation de propriétés effectives. Il s'avère qu'il est aussi aisément adaptable à un cadre de décomposition de domaine du fait de la structure régulière des géométries et maillages ainsi crées. L'idée consiste à diviser un motif représentatif en sous-domaines afin de répartir la résolution EF sur différents processeurs et ainsi drastiquement réduire le temps de calcul associé. Deux méthodes ont été adaptées et testées dans cette optique dans le cadre de l'élasticité linéaire : les méthodes dites primale et FETI. Les résutats mettent en exergue leur fiabilité ainsi que leur efficacité dans le présent cadre, et ce quelque soit le degrée d'hétérogénéité et de contraste de propriétés.

Topics

• microstructure
• laser emission spectroscopy
• composite
• random