Geometry and temperature effects on the tensile modulus of randomly oriented short fibers reinforced biocomposites using finite elements method

Résumé

Dans cette étude, l'effet de la géométrie des fibres et de la température sur le module de traction des matériaux biocomposites est étudié. Le logiciel Digimat® est utilisé, qui applique la méthode des éléments finis en réalisant la modélisation numérique des biocomposites C1, C2, et du biocomposite (PP+30%Hemp). Le premier matériau biocomposite modélisé C1 est constitué de la matrice (PHBV/PBAT) renforcée par 30 % en poids de fibres Switchgrass, tandis que le deuxième matériau biocomposite C2 est constitué d'une matrice de polypropylène (PP) renforcée avec 30% en poids de fibres Miscanthus. Pour valider la précision des travaux actuels, une comparaison entre les résultats de modélisation menés et les résultats expérimentaux précédents est effectuée, et la possibilité d'évaluer le module de traction des biocomposites C1 et C2 en utilisant le logiciel Digimat® est confirmée. En ce qui concerne l'effet des géométries des fibres, on constate que le facteur essentiel dans les fibres cylindriques est le ratio L/D. Lorsque la longueur des fibres augmente, le ratio L/D augmente, ce qui conduit à un module plus élevé. Le même motif est confirmé pour les fibres rectangulaires, lorsque la longueur des fibres rectangulaires augmente, cela conduit également à un module de traction plus élevé. De plus, après une certaine valeur de longueur de fibre, le module de traction devient stable. Les résultats ont montré que le module de traction reste relativement constant après une certaine valeur de longueur de la fibre. L'effet de la longueur de la fibre sur le module de traction des biocomposites a été discuté pour les fibres Miscanthus et le fibres Switchgrass à section cylindrique et rectangulaire, et dans les deux c’est le même schéma. Pour l'effet de la température sur le module de traction des matériaux biocomposites, il est confirmé que le module de la matrice et des fibres diminue avec l'augmentation de la température, par conséquent le module du matériau composite diminue.

Date	18 oct. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Anh Dung Ngô (Directeur(-trice))