Base de connaissances

Zhou, Y.; Tikhani, F.; Hubert, P. (2026). Thermal expansion behaviour of short-fibre-reinforced 3D-printed composites: A numerical and experimental study. Composite Structures, 383, 2026, 120130.

Le comportement en dilatation thermique des composites imprimés en 3D renforcés de fibres courtes (SFR 3DP) a principalement été étudié à l’aide de modèles analytiques axés sur la direction longitudinale, tandis que le comportement transversal a reçu une attention limitée. De plus, la modélisation par éléments finis (EF) en champ complet de la dilatation thermique dans les composites SFR 3DP demeure relativement peu répandue. Dans cette étude, le coefficient de dilatation thermique (CTE) des composites SFR 3DP, plus précisément du polycarbonate renforcé à différents taux de fibres de verre, est prédit à l’aide de cinq modèles analytiques (Turner, Kerner, Schapery, sans interaction (NI, No-Interaction) et Mori–Tanaka (MT)), ainsi que de modèles EF en champ complet, et les résultats sont comparés à des données d’analyse thermomécanique (TMA), tant dans la direction longitudinale que transversale. Dans la direction longitudinale, le modèle de Schapery s’avère le plus précis pour de faibles teneurs en fibres, le modèle MT pour des teneurs plus élevées, tandis que le modèle EF conserve une grande précision sur l’ensemble de la plage étudiée. Dans la direction transversale, le modèle MT offre une précision pratiquement identique à celle du modèle EF, quel que soit le taux de fibres. Globalement, les approches analytiques peuvent égaler la puissance prédictive de la modélisation EF en champ complet pour le CTE des composites SFR 3DP. Dans la direction longitudinale, la méthode EF demeure l’outil le plus général, tandis que la précision des modèles analytiques est plus sensible à la teneur en fibres. Dans la direction transversale, les deux approches présentent des performances équivalentes.

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