These past decades, the ability of thermoplastic composites to be welded has been of great interest, with numerous studies investigating the process and mechanical strength of joints for quasi-static ...loadings. The present study aims to determine the loading speed influence on the behaviour of these structures, as crashworthiness is of tremendous interest in the transport industry for safety issues. The polyamide-based composite used in this work is sensitive to strain rate, which may influence the interface and the entire structure's behaviour. Tensile tests were performed on single lap joint specimens for loading speeds from 1.2 mm min−1 to 7 m s−1, considering several substrate orientations. Loading speed influences the lap shear strength for the different configurations: increasing loading speed induces a performance enhancement of 11.2%–22.9%. This phenomenon is caused by the matrix strain rate sensitivity, which stiffens and strengthens the substrate shear behaviour and the welded joint behaviour. Finally, the fractography analysis confirms that fracture mechanisms observed are similar for each loading speed tested with primarily fibre/matrix debonding. Therefore, improvement in the welded structures' performance is due to the mechanical performance of its constituents and their influence on the interfacial strength.
•Single lap shear tests conducted up to 7 m s−1 for three cross-ply configurations.•Lap shear strength enhances with the increase in loading speed.•Stiffening of 0/45S/454 and 454/454 with the increase in loading speed.•Cohesive fracture leads to high performances of ultrasonically welded joints.
The composite materials used in marine environments are subjected to mechanical loads along with the water absorption. The analysis of the behavior of such materials requires to take into account the ...coupling between the mechanical and diffusion behaviors. The hygro-mechanical coupling has been widely investigated experimentally and numerically. This paper presents a numerical approach to model the hygro-mechanical coupling of composite materials. The diffusion process is modeled via the classical Fick’s law. The elasticity matrix is considered to belong to transverse isotropic class, i.e. the composite studied is a unidirectional one. The components of the former are considered as moisture content dependent. The constitutive law takes into account on the one hand the strain induced by the hygroscopic swelling and on the other hand the dependence of the mechanical properties (elastic constants along with the material ultimate strengths) on the moisture content. These are implemented in a finite element software used to investigate the influence of the hygro-mechanical coupling on the composite material behavior. The robustness of our numerical tool is investigated with some numerical case studies.
The purpose of this work is to develop a computational method for adhesively bonded composite structures lifetime assessment. A cohesive zone model – based formulation including fatigue damage is ...selected. The model is implemented in the finite element software Abaqus through user subroutine. Numerical simulations are subsequently performed for the mode I crack propagation case. Validation of available experimental data for both quasi-static and high-cycle fatigue tests is successfully achieved.
Cette thèse porte sur l'étude du comportement mécanique et l'endommagement d'un composite tressé 3D, utilisé pour fabriquer des réservoirs multiformes destinés à l'industrie automobile. L'analyse du ...matériau se base sur une approche expérimentale et une approche numérique. Sur le plan expérimental, des essais de caractérisation ont permis d'identifier l'ensemble des modules d'élasticité nécessaires pour établir la matrice de rigidité du matériau. De même, des essais expérimentaux ont permis d'étudier le processus d'endommagement du matériau en utilisant deux méthodes de suivie. La première consiste à utiliser une caméra munie d'un zoom pour observer les mécanismes d'endommagement qui se créent au cours du chargement. La deuxième méthode, quant à elle, utilise la technique de l'émission acoustique pour détecter en temps réel les mêmes phénomènes. Le couplage des deux méthodes a permis de dresser la chronologie de l'apparition de ces mécanismes d'endommagement. Sur le plan numérique, une analyse multiéchelle a permis d'évaluer l'influence des fissurations transversales et des décohésions d'interface sur les propriétés mécaniques du matériau. Pour cela, une cellule de base caractéristique de la microstructure a été modélisée. Par une technique d'homogénéisation appliquée à différentes échelles du matériau, les propriétés macroscopiques du composite ont été déterminées à partir de celles de ses constituants de base. Par la suite, des défauts sont introduits de manière discrète sur la même cellule de base. Par le même processus d'homogénéisation à l'échelle mésoscopique, les propriétés du matériau endommagé sont déterminées et comparées à celles du matériau non endommagé. Enfin, un pré-dimensionnement des réservoirs a été effectué en utilisant des critères de rupture classiques pour validation.
This thesis focuses of the mechanical behavior and damage of a 3D braided composite. The material analysis is based on experimental and numerical approaches. First, mechanical tests have identified all the necessary elastic moduli to determine the stiffness matrix of the material. Similarly, experimental tests were performed to study the material damage process using two investigation methods. The first consists on using a camera with a large magnifier in order to observe damage mechanisms created during loading. The second uses the acoustic emission technique to detect in real time the same phenomena. The coupling of the two methods allowed to establish the chronology of the development of these damage mechanisms. In numerical terms, a multiscale analysis approach enables to evaluate the impact of transverse cracks and debonding on the mechanical properties. Thus, a representative cell of the material microstructure is built to predict the macroscopic properties of the material from the properties of its constituents. Defects are introduced during the meshing using a program that allows duplication of nodes at the interfaceto create debonding or to create transverse cracks inside yarns. Through the same homogenization process, the damaged material properties are determined and compared to that of the undamaged material. Finally, a design of tanks are proposed by using strength criteria for their validation.
Cette thèse porte sur l'étude du comportement mécanique et l'endommagement d'un composite tressé 3D, utilisé pour fabriquer des réservoirs multiformes destinés à l'industrie automobile. L'analyse du ...matériau se base sur une approche expérimentale et une approche numérique. Sur le plan expérimental, des essais de caractérisation ont permis d'identifier l'ensemble des modules d'élasticité nécessaires pour établir la matrice de rigidité du matériau. De même, des essais expérimentaux ont permis d'étudier le processus d'endommagement du matériau en utilisant deux méthodes de suivie. La première consiste à utiliser une caméra munie d'un zoom pour observer les mécanismes d'endommagement qui se créent au cours du chargement. La deuxième méthode, quant à elle, utilise la technique de l'émission acoustique pour détecter en temps réel les mêmes phénomènes. Le couplage des deux méthodes a permis de dresser la chronologie de l'apparition de ces mécanismes d'endommagement. Sur le plan numérique, une analyse multiéchelle a permis d'évaluer l'influence des fissurations transversales et des décohésions d'interface sur les propriétés mécaniques du matériau. Pour cela, une cellule de base caractéristique de la microstructure a été modélisée. Par une technique d'homogénéisation appliquée à différentes échelles du matériau, les propriétés macroscopiques du composite ont été déterminées à partir de celles de ses constituants de base. Par la suite, des défauts sont introduits de manière discrète sur la même cellule de base. Par le même processus d'homogénéisation à l'échelle mésoscopique, les propriétés du matériau endommagé sont déterminées et comparées à celles du matériau non endommagé. Enfin, un pré-dimensionnement des réservoirs a été effectué en utilisant des critères de rupture classiques pour validation.
Up until now, elderly people have experienced medical management difficulties despite the free care provided by the Sesame Health Programme. The objective of this study was to determine the costs ...borne by beneficiaries and/or their families and to evaluate these costs in relation to overall management. This comprehensive, cross-sectional, quantitative study was conducted from 21 February to 21 March 2011 in the Ouakam gerontology centre.
Epi Info Version 6 software was used for data analysis. The study population was composed of 203 patients with a mean age of 68 years, with 59% of women and 63% of retired subjects. The most common diseases were hypertension (52%), cataract (16%), and osteoarthritis (12%).
The beneficiaries healthcare costs were covered by the Sesame Health Programme, apart from most of the drugs used to treat chronic diseases, which remained at the charge of patients and/or their families. The overall mean cost of monthly management of the diseases detected in elderly people was estimated to be CFA 37,700, a large share of which (65%) was supported by the patient and/or the family corresponding to the purchase of these drugs. Other dysfunctions were also observed, particularly the difficulty of targeting beneficiaries, generic stock shortages, absence of generics for the treatment of chronic diseases.
Recommendations are formulated to improve implementation of the Sesame Health Programme.
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