Simulation par fatigue du comportement d’une fissure d’une pale sous chargement aérodynamique par la méthode X-FEM

Abstract

Plusieurs défauts de structure de la pale d'hélicoptère peuvent nuire à la stabilité du vol avant l'avarie: c'est-à-dire le décollement de la peau isotrope enveloppant les matériaux orthotropes du bord d'attaque (UD verre-époxy, noyau en nid d'abeille en aluminium) et la fissuration du bord d'attaque des parties de la peau inférieure et supérieure. Au cours du battement, la couche mince métallique du bord d'attaque est soumise à des contraintes de traction suivies simultanément de contraintes de compression, capables d'entraîner l'effet Bauschinger, défini comme une réduction de la limite élastique. Ainsi, le but de ce travail est d'étudier le comportement dynamique d'une pâle d'hélicoptère composite basé sur la formulation de Westergaard pour les problèmes de fissure et une simulation par la méthode des éléments finis étendus (XFEM). Enfin, plusieurs simulations numériques sont fournies pour illustrer la validité, la robustesse et l'efficacité de l'approche proposée pour évaluer les facteurs d'intensité de contraintes en mode I et les intégrales J dans les composites. L'étude du comportement transitoire permet de déterminer les réponses de vibration dues au balourd et aux différents modes d'excitation