Stage R&T – Modélisation multi-échelle des composites thermoplastiques à fibres courtes F/H

Job description

Au sein du bureau d'études « Design & Analysis – R&T » de Safran Landing Systems, vous participerez au développement des méthodes de calcul par éléments finis appliquées aux pièces de structure en matériau composite thermoplastique renforcé de fibres courtes. Ces matériaux présentent un comportement mécanique fortement dépendant de leur microstructure, notamment de l'orientation locale des fibres issue du procédé de fabrication.

La prise en compte de cette anisotropie et du comportement non linéaire du matériau constitue donc un enjeu majeur pour la prédiction de leur réponse mécanique par éléments finis. L'objectif du stage sera de développer et valider une loi de comportement utilisateur (UMAT) sous ABAQUS permettant de prédire le comportement élastoplastique de composites thermoplastiques à fibres courtes à partir de leurs constituants et de leur microstructure locale.

Le modèle développé s'appuiera notamment sur des méthodes d'homogénéisation micromécanique, en prenant en compte l'orientation locale des fibres au sein de la pièce. Ce travail s'appuie sur des travaux antérieurs de 2 thèses CIFRE IRDL/SLS. Dans le cadre du stage, vous serez amené à :

• Acquérir les connaissances nécessaires sur le comportement mécanique des composites thermoplastiques renforcés de fibres courtes ; - Réaliser une étude bibliographique des méthodes d'homogénéisation adaptées aux composites à fibres courtes et de leur mise en œuvre dans un calcul non linéaire ;
• Approfondir vos compétences en mécanique des matériaux et en modélisation par éléments finis sous ABAQUS ; - Développer en Fortran une UMAT ABAQUS permettant de réaliser l'homogénéisation du matériau aux points d'intégration du modèle éléments finis ;
• Implémenter une méthode d'homogénéisation, afin de déterminer la réponse homogénéisée du composite à partir des propriétés des fibres et de la matrice ;
• Prendre en compte dans l'homogénéisation la distribution locale d'orientation des fibres, notamment à partir des tenseurs d'orientation issus de la simulation du procédé de fabrication ; - Étudier la robustesse numérique et les performances de la méthodologie développée ; - Vérifier et valider progressivement l'implémentation sur des cas tests élémentaires puis sur des configurations représentatives ;
• Comparer les résultats de la méthode développée à ceux obtenus avec les outils actuellement utilisés chez Safran Landing Systems ;
• Participer à la validation de la méthode sur la base de résultats expérimentaux disponibles ; - Rédiger une documentation technique permettant la compréhension, la validation et la réutilisation des développements réalisés ;
• Contribuer à l'intégration de la méthodologie développée dans les méthodes de calcul composite de Safran Landing Systems. Ce stage, à l'interface entre mécanique des matériaux, micromécanique, calcul scientifique et éléments finis, s'adresse à un étudiant souhaitant approfondir ses connaissances en modélisation numérique et développer une méthodologie ayant vocation à être appliquée à des problématiques industrielles concrètes. Vous maîtrisez EXCEL. La connaissance d'ABAQUS serait un plus Des déplacements dans le Finistère sont à prévoir Étudiant(e) en dernière année d'école d'ingénieur ou en Master 2, avec une spécialisation en mécanique, calcul de structures, matériaux ou modélisation numérique. Des connaissances dans plusieurs des domaines suivants seront particulièrement appréciées : - Mécanique des milieux continus ;
• Comportement non linéaire des matériaux et plasticité ;
• Matériaux composites ; - Méthodes d'homogénéisation et micromécanique ;
• Calcul par éléments finis ; notamment sur Abaqus ;
• Programmation scientifique. Au-delà des compétences techniques, nous recherchons une personne curieuse, rigoureuse et autonome, ayant un intérêt marqué pour la compréhension physique des matériaux et le développement de méthodes numériques.

Vous possédez de bonnes connaissances en calcul de structures (méthodes conventionnelles), en analyse statique, en analyse fatigue, et en calcul par éléments finis.