Les contraintes résiduelles des composites de fibre de carbone se développent pendant le processus de durcissement en raison de différences dans la dilatation thermique et le rétrécissement de durcissement.

Facteurs influant sur les stress résiduels

Plusieurs facteurs influent sur l'ampleur des contraintes résiduelles dans les composites pendant le séchage, notamment les coefficients d'expansion thermique des matériaux, la température de séchage et la durée du cycle de séchage.

Calcul des contraintes résiduelles

Le calcul consiste généralement à comprendre les contraintes thermiques générées pendant le refroidissement, de la température de séchage à la température ambiante. La formule de base pour la contrainte résiduelle (ε) est la suivante :

ε = E × ε

où E est le module élastique du composite, et ε est la souche résiduelle. La souche résiduelle peut être estimée en utilisant la différence de coefficients de dilatation thermique et le changement de température:

ε = (α c - α m) × ΔT

Ici, α c et α m sont les coefficients de dilatation thermique pour le composite et la matrice, respectivement, et ΔT est le changement de température pendant le durcissement.

Considérations pratiques

Le calcul précis des contraintes résiduelles nécessite des propriétés précises du matériau et des données du cycle de durcissement. L'analyse des éléments finis (FEA) est souvent utilisée pour une modélisation plus détaillée, en tenant compte des géométries complexes et des comportements du matériau.

La gestion des contraintes résiduelles implique l'optimisation des paramètres de durcissement et de la sélection des matériaux pour minimiser les contraintes internes et prévenir les défauts tels que les déformations ou les fissures.