Série de webinaires en 12 parties sur l'ingénierie des matériaux composites

La première session est une introduction à ce que sont les matériaux composites. Il donne un aperçu des applications courantes et discute des défis et des réussites. La seconde moitié de la session donne un aperçu du reste de la série de webinaires. 

Les composites sont constitués de deux matériaux séparés et distincts appelés matériaux constitutifs. Dans cette session, nous nous concentrons sur les matériaux de renforcement de fibres couramment utilisés tels que la fibre de carbone, la fibre de verre et la fibre d'aramide (Kevlar). Des exemples d'applications typiques sont présentés avec des informations sur la sélection de la bonne fibre pour une application spécifique.  

Les composites sont constitués de deux matériaux séparés et distincts appelés matériaux constitutifs. Dans cette session, nous nous concentrerons sur les matériaux de matrice polymère couramment utilisés tels que l'époxy, le polyester et le PEEK. Les matériaux thermodurcissables et thermoplastiques seront abordés. Des exemples d'applications typiques seront présentés avec des informations sur la sélection de la bonne résine pour votre application.  

La gestion thermique implique un transfert de chaleur vers et depuis le matériau composite pendant le processus de durcissement/formage. Dans cette session, nous examinons les facteurs affectant le transfert de chaleur, comment les contrôler et comment simuler la gestion thermique d'un processus.

Cette session fournit une introduction et un aperçu des processus de fabrication courants. Des exemples de quand et où ces processus sont applicables sont donnés en mettant l'accent sur la façon de sélectionner le bon processus pour votre application. 

Cette session fournit une introduction et un aperçu des matériaux Prepreg composés de fibres et de résine partiellement durcie qui sont combinées selon un rapport spécifique et étroitement contrôlé. C'est la forme de matériau la plus couramment utilisée dans l'aérospatiale. Cette session aborde plus en détail les matériaux préimprégnés et les processus utilisés pour fabriquer des pièces avec eux.     

Le moulage de composites liquides est une famille de procédés qui impliquent de saturer le renfort de fibres sèches avec un différentiel de pression dans le moule. Les processus courants comprennent l'infusion sous vide (moulage par transfert de résine assisté par vide (VARTM)), le moulage par transfert de résine (RTM) et le moulage par transfert de résine légère (LRTM). Cette session expose les différences fondamentales dans les processus susmentionnés, et quand et où chaque processus est applicable. Nous introduisons ensuite la théorie de l'écoulement de la résine basée sur la loi de Darcy et une procédure de conception de processus.     

Dans cette session, nous introduisons les bases du calcul des propriétés mécaniques d'un matériau composite. Nous introduisons et définissons une lame, un seul pli de matériau composite. Ensuite, nous entrons dans la micro-mécanique, qui sert à prédire les propriétés mécaniques de base. Avec cet ensemble de bases, nous introduisons la loi de Hooke pour les matériaux orthotropes et comment une lame réagit au chargement de différentes directions/orientations de fibres.    

Dans cette session, nous nous appuyons sur ce qui a été introduit au niveau de la lame lors de la dernière session et le construisons jusqu'à une lame complète. Nous introduisons les poutres et plaques stratifiées, y compris la théorie des plaques stratifiées et la matrice [ABD].

S'appuyant sur les sessions 8 et 9, cette session abordera à la fois les aspects analytiques et pratiques de l'échec. L'analyse des contraintes et les théories de rupture seront introduites. Les modes de défaillance seront discutés et démontrés avec des images micro et macroscopiques de la défaillance réelle au niveau du stratifié.

Les défauts des matériaux composites sont une préoccupation majeure. Ils se produisent généralement pendant le traitement et deviennent souvent le facteur limitant des performances d'une pièce. Dans cette session, nous présentons et classons différents types de défauts, puis nous approfondissons les défauts courants tels que les problèmes thermiques pendant le durcissement, le contrôle dimensionnel, la porosité et le désalignement des fibres.

Compte tenu de la grande variété de matériaux constitutifs, de méthodes de traitement et de configurations, il est essentiel de tester les composites. Cette session présente les méthodes courantes de tests destructifs et non destructifs et explique comment naviguer parmi la myriade d'options.