Effet Hygrothermique De Comportement Mècanique Des Structures Composite

Résumé: Les récents progrès dans le domaine des matériaux composites ont considérablement avancé l'utilisation des matériaux à l'échelle nanométrique. Ces avancées se concrétisent notamment par l'intégration de plaques incorporant des nano-fibres de graphène, dans le but de concevoir des structures à la fois hautement résistantes, légères et multifonctionnelles. Cette approche représente une évolution rapide et significative, exploitant les propriétés exceptionnelles des nanomatériaux pour répondre aux exigences croissantes en termes de performances et d'efficacité des structures composites. Le dernier de ces matériaux est défini comme un nano-composite renforcé par des nano-charges au sein d'une matrice polymère. Le concept de cette nouvelle classe de matériaux nano-composites repose sur une distribution uniforme et non uniforme des renforts de manière fonctionnellement graduée. Cependant, leur utilisation peut être limitée dans des conditions de température normale. Afin d'élargir leur champ d'application, il est impératif d'étendre leurs fonctionnalités à des environnements thermiques, les rendant ainsi multifonctionnels. Pour améliorer les performances des structures en nano-composite, on a mené une étude sur les vibrations libres d'une plaque stratifiée fonctionnellement graduée et renforcée par des renforts en graphène à l'échelle nanométrique. On a utilisé leur modèle de distribution uniforme et non uniforme au sein d'une matrice polymère isotopique, en se basant sur la loi de mélange et la théorie du cisaillement de premier ordre appliquée à la plaque stratifiée. Cette étude prend en compte les effets thermiques, et ce, tant en présence qu'en absence de ceux-ci. De plus, on a exploré diverses conditions aux limites pour obtenir une compréhension approfondie sur le comportement de vibration libre de la structure nano-composite. Au terme de ce travail, une synthèse bibliographique concernant les nano-charges et les matériaux nano-composites est présentée, mettant en évidence leur importance dans la recherche actuelle. En outre, différentes théories relatives aux plaques ainsi que les équations de coefficients thermiques sont brièvement récapitulées. Le modèle micromécanique de Halpin-Tsai est employée dans cette étude. L'équation du mouvement est dérivée en utilisant le principe de LAGRANGE. De plus, la loi de mélange est mise en oeuvre pour calculer la masse volumique et le coefficient de Poisson dans un milieu élastique, qui est la matrice polymère, en tenant compte de l'effet thermique L'influence des paramètres géométriques des plaques, des séquences de laminage, des modèles de distribution du graphène avec différentes distributions de la fraction volumique, de l'arrangement des plis et des conditions aux limites des plaques stratifiées a été étudiées et discutée. Les résultats obtenus ont été comparés avec ceux de la littérature. Les résultats de notre étude ont révélé que la transition entre une distribution uniforme et non-uniforme, grâce à l'application des modèles que on a proposés, peut entraîner une variation significative de la rigidité effective des plaques stratifiées nano-composites. De plus, des observations finales sont formulées concernant la configuration des plaques stratifiées et les différentes distributions de nano-renforts. Ces remarques visent à fournir des indications précieuses sur les critères de conception des plaques nano-composites stratifiées.

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