Base de connaissances

Sosa-Rey, F.; Lingua, A.; Therriault, D.; Lévesque, M. (2023). Multiscale Fast Fourier Transform homogenization of additively manufactured fiber reinforced composites from component-wise description of morphology. Engineerng Engrxiv, preprint.

La relation procédé-structure-propriété des composites renforcés de fibres courtes fabriqués par fusion de filaments (FFF) reste mal comprise, et de nombreux essais-erreurs sont nécessaires pour utiliser ces matériaux dans des applications porteuses. Par conséquent, le processus de conception largement empirique a entravé l’adoption de cette technologie, notamment en raison de l’absence de capacité d’analyse structurelle fiable. Afin de dépasser les limites de prédiction des propriétés mécaniques obtenues à l’aide de microstructures artificielles simplifiées, ce travail démontre l’avantage d’utiliser des géométries obtenues directement à partir de l’imagerie d’un spécimen imprimé. L’analyse des images µCT est réalisée à l’aide d’un outil d’extraction spécialement conçu à cet effet, appelé OpenFiberSeg, qui permet de mieux comprendre la relation entre le procédé et la structure. L’utilisation de microstructures réelles permet d’améliorer considérablement la capacité de prédiction du comportement mécanique par le biais d’une homogénéisation à double échelle basée sur la FFT, en ramenant les marges d’erreur relatives à moins de 5 %, pour une description anisotrope complète. Il devient également possible d’étudier l’effet des paramètres de traitement tels que le diamètre de la buse et le motif d’impression sur les propriétés morphologiques et le comportement mécanique, en révélant l’ampleur de la variation spatiale des propriétés locales. La combinaison de l’expérimentation et de la simulation permet d’obtenir des informations qui ne peuvent être obtenues par l’une ou l’autre méthode seule. Les données d’imagerie originales et le code source sont mis à la disposition du public.

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