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Étude expérimentale et numérique d'impacts sur structures : application aux pales d'hélicoptères

En vol, les pales d'un hélicoptère doivent résister à l'ensemble de l'environnement qui se présente à elles, notamment les impacts dont la conséquence peut être critique pour l'appareil. Les pales sont des structures composites de type caisson fermé, avec une peau en tissu composite, un longeron en unidirectionnel composite, une protection métallique en bord d'attaque et une mousse de remplissage polyuréthane. L'objet de la thèse est d'améliorer la compréhension des phénomènes mis en jeu lors des impacts sur le bord d'attaque des pales d'hélicoptères, dans le but d'intégrer la tolérance aux dommages dans la phase de conception des pales. En s'appuyant sur des travaux expérimentaux, les mécanismes d'endommagement des pales soumises à des impacts frontaux sont d'abord identifiés jusqu'à des énergies d'impact de 1 kJ. A partir de ces observations, une stratégie de modélisation éléments finis explicite d'impact sur pale est proposée. Les matériaux constitutifs et les interfaces de la pale sont caractérisés en quasistatique ainsi qu'en dynamique à des taux de déformation représentatifs des conditions d'impact. Les propriétés du modèle sont identifiées par méthode inverse et le modèle est ensuite validé à l'échelle de l'éprouvette. Une étude à la fois expérimentale et numérique est alors conduite sur l'influence du design d'une pale sur sa réponse à l'impact. Un essai d'impact sur une pale arrière réelle est finalement réalisé, de manière à tester l'influence des effets échelles sur la réponse à l'impact des pales et de valider la représentativité du modèle développé à l'échelle du tronçon sur un cas concret
Thesis, Dissertation, French, 2013