Dynamic mechanical behaviour of ice : experimental and numerical contributions for the case of hail impact on aeronautical structures

Comportement mécanique dynamique de la glace : Contributions expérimentales et numériques pour le cas d'impacts de grêle sur structures aéronautiques

Simon Dousset (1)

1 I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux

The impactof hail on aircraft can cause significant damage such as leading edge perforations. In order to guarantee passenger safety, while optimizing structures, digital simulations can be a major advantage. However, the results obtained must be representative of reality. In this context, experimental tests of simulated hail ice (SHI) impacts are carried out. Coupled with a numerical impact study, experimental results enable to understand the phenomena involved during the impact of SHI. Then, the model proposed in the literature by Tippmann et al. (2013) is tested. Performances obtained are analysed. This analysis makes it possible to propose a new modelling approach in order to improve the results of the simulations currently proposed. In this perspective, a complete methodology for implementing the model and characterizing the material is proposed.

L’impact de grêlons sur des aéronefs peut causer d’importants dégâts tels que des perforations de bords d’attaque. Afin de garantir la sécurité des voyageurs, tout en optimisant les structures, la simulation numérique peut être un atout majeur. Cependant, les résultats obtenus doivent être représentatifs de la réalité. Dans ce contexte, des essais expérimentaux d’impacts de grêlons de laboratoire sont réalisés. Couplés à une étude numérique d’impact, les essais expérimentaux permettent de comprendre les phénomènes mis en jeu durant l’impact d’un grêlon. Ensuite, le modèle proposé dans la littérature par Tippmann et al. (2013) est testé. Les performances obtenues sont analysées. Cette analyse permet de proposer une nouvelle démarche de modélisation afin d’améliorer les résultats des simulations actuellement proposées. Dans cette optique, une méthodologie complète de mise en oeuvre du modèle et de caractérisation du matériau est proposée.

Mots clés: Numerical; Impact; Experimental; Hail impact; Discrete element method; Dynamic

Mots clés: Simulation; Méthode éléments discrets; Dynamique; Impact; Impact de grêlons; Expérimental

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Simon Dousset. Comportement mécanique dynamique de la glace : Contributions expérimentales et numériques pour le cas d'impacts de grêle sur structures aéronautiques. Autre [cond-mat.other]. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM; Université Laval (Québec, Canada), 2019. Français. ⟨NNT : 2019ENAM0023⟩. ⟨tel-02548156⟩