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Approche de type «Embedded-Finite Element Method» pour la prise en compte de l'effet de taille dans les nanocomposites

par Delphine Brancherie (UTC - Roberval)

Europe/Paris
UTC - GI

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Description

Les matériaux nanocomposites - matériaux incorporant des nano-inclusions - présentent la particularité d'exhiber des propriétés physiques, en particulier mécaniques, dépendant de la taille des inclusions et non pas seulement de la fraction volumique d'inclusions comme cela est le cas pour les matériaux composites standards. Les outils de modélisation mécanique de ces matériaux s'appuient, dans le cadre de la mécanique des milieux continus, sur l'introduction d'une élasticité de surface à l'interface matrice / inclusion dont l'équilibre est régie par la loi de Young-Laplace généralisée. 
Nous développons ici une approche numérique basée sur la méthode dite Embedded Finite Element (E-FEM) afin de prendre en compte cette élasticité de surface. Pour des formes d'inclusions simples, les performances de la méthode numérique sont comparées aux solutions analytiques et à d'autres approches numériques de la littérature. Cette comparaison met en avant l'efficacité de l'approche proposée. Son extension est ensuite envisagée pour des formes d'inclusions plus complexes et des comportements non linéaires des différents constituants (matrice et inclusion).