Caractérisation expérimentale et modélisation numérique des matériaux polymères chargés en fibres de verre pour la vibroacoustique
Résumé
Dans le but de concevoir des véhicules moins polluants, les constructeurs automobiles se sont orientés entre autres vers l’allégement des structures. En effet, l’une des solutions préconisée par les ingénieurs NVH (Noise, Vibration and Harshness) est le remplacement des matériaux métalliques de certaines pièces véhicules ou moteur par des matériaux composites à matrice polymère de densités moindres. De manière générale, les simulations numériques classiques qui permettent d’évaluer les performances vibratoires et acoustiques de ces matériaux ne se montrent pas suffisamment efficaces et robustes notamment pour les corrélations calcul/essai. Le recours aux matériaux polymères implique en effet que de nombreux paramètres influent sur le comportement vibroacoustique des systèmes. Dans l’étude présentée ici, focalisée sur un carter d’huile en PA6 renforcé en fibres de verre courtes, il sera notamment démontré que le module d’Young du composite dépend non seulement de la température et de la fréquence mais aussi du taux d’humidité, de l’orientation et de la distribution des fibres de verre, toutes deux étant fortement dépendantes du procédé et la géométrie de la pièce étudiée. En conséquence le matériau constitutif est anisotrope et potentiellement spatialement hétérogène. Ainsi, des caractérisations fines des propriétés viscoélastiques et de la microstructure ont été réalisées à l’aide d’essais de spectrométrie mécanique et de mesures de tomographie aux rayons X respectivement. Concernant la réponse de la structure « carter », des études sur le comportement vibratoire ont été réalisées expérimentalement (analyse modale) et numériquement (modélisation éléments finis) en prenant en compte un module d’Young déterminé en fonction de la température et de l’hygrométrie ambiantes. Les comparaisons du comportement global de la structure mettent en évidence les particularités de l’utilisation de matériaux polymères dans des applications industrielles réelles, ainsi que les précautions à prendre.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...