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• W2002604993 abstract "Recent aircraft as well as rotorcraft design technologies include more and more composite materials. Their high mechanical characteristics and high mass specific energy absorption capability motivate their use in large primary structures as well as in sub-floor structural and crashworthy components in preference to metals. Due to the increased performance of computers and new explicit finite element (FE) software developments industry now considers using crash simulation technologies to study the crashworthiness of new aircraft design. In order to address the crash analysis of composite structures, which is much more difficult than the behaviour of ductile metallic structures, a German/French research co-operation was set up between ONERA and DLR. This paper summarises results from the first 3 years collaboration and some work performed within a European research project on composite fuselage structures. In the first part of the paper, ONERA presents its contribution to the characterisation of composite materials from 10−5 s−1 up to 100 s−1 on hydraulic machines. Simulations have been undertaken to model the tests and evaluate the FE codes. In the second part DLR studies are presented on the application of a commercial explicit FE code to simulate the behaviour of generic energy absorbing composite sub-floor elements, representative for helicopters and general aviation aircraft, under low velocity crash conditions (up to 15 m/s). This includes some comparisons between predicted structural response and failure modes with observed test results. Développement de méthodes numériques pour l'étude du crash des structures d'avions en matériaux composites. Les matériaux composites sont aujourd'hui de plus en plus utilisés dans les structures d'avions et d'hélicoptères. Leurs propriétés mécaniques élevées ainsi que leur fort potentiel en terme d'absorption d'énergie motivent leur intégration dans les composants anti-crash de sous-planchers aussi bien que dans les structures primaires des aéronefs. Les performances croissantes des ordinateurs et le développement continu des logiciels de calcul par EF conduisent aujourd'hui les industriels à s'orienter vers les méthodes numériques pour l'étude du comportement au crash de ces structures d'avions. Dans cette optique, une coopération franco-allemande d'une durée de 3 ans a été mise en place entre l'ONERA et le DLR afin de répondre aux problèmes spécifiques posés par la modélisation de structures incluant des matériaux composites. Cet article présente les travaux réalisés au cours cette coopération ainsi que certains résultats obtenus dans le cadre de projets de recherche européens menés sur ce même thème. Dans une première partie, l'ONERA présente sa contribution à la caractérisation dynamique, sur machines d'essais hydrauliques, de différents matériaux composites, pour des vitesses de déformation allant de 10−5 s−1 à 100 s−1. Sur la base de ces résultats expérimentaux, des simulations numériques ont ensuite été menées en modélisant les éprouvettes de caractérisation afin de valider les développements effectués sur les codes EF considérés. Dans une deuxième partie, les travaux du DLR, concernant l'évaluation des capacités des codes explicites EF du commerce à simuler le comportement au crash de composants de sous-planchers, sont présentés. Ces éléments classiquement utilisés dans les structures d'avions et d'hélicoptères sont utilisés comme absorbeurs d'énergie en cas de crash pour des vitesses de chute inférieures à 15 m/s. Les résultats numériques en termes de chargement, de mode de ruine et d'absorption d'énergie sont comparés avec les données expérimentales." @default.
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