De la simulation du procédé à la tenue en fatigue – application automobile : thermoplastiques renforcés ^*

Through Process Modelling to assess the multiaxial fatigue life of fibre-reinforced thermoplastics for automobile applications

¹ Institut PPRIME, ENSMA-CNRS-UP, UPR 3346, 1 avenue Clément Ader, Téléport 2, BP 40109, 86961 Futuroscope-Chasseneuil, France
e-mail: bert.klimkeit@web.de
² Renault S.A.S. Service 68170, TCR LAB 035, 1 avenue du Golf, 78288 Guyancourt, France

Reçu : 14 Septembre 2010
Accepté : 15 Septembre 2011

Résumé

Le comportement mécanique et la tenue en fatigue sont étudiés en fonction de l’orientation des fibres et en fonction du chargement (traction-torsion) pour un thermoplastique renforcé par des fibres de verre courtes. Les résultats présentent une forte anisotropie qui exige la mise en œuvre d’une chaîne de dimensionnement qui intègre la simulation du procédé : simulation de l’orientation des fibres par Moldflow, estimation du comportement mécanique par homogénéisation de type Mori Tanaka et enfin application d’un critère énergétique. La confrontation entre les résultats expérimentaux et cette modélisation complète est très satisfaisante.

Abstract

The material behaviour, as well as the fatigue strength of short fibre reinforced thermoplastics, are studied for different fibre orientations and loadings (tension-torsion, pure shear). In order to account for the strong anisotropy, a Through Process Modeling integrating the injection process is proposed: fibre orientation simulation by Moldflow, estimation of the mechanical properties by the Mori Tanaka method and finally, application of an energetic criterion. The confrontation of the experimental results and the simulation results is quite satisfying.