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Cet article propose une procédure d'optimisation visant à maximiser la résistance des plaques composites exposées à des charges d'impact. Pour une plaque composite avec un matériau composite prédéfini, un nombre et une épaisseur de couches donnés, l'objectif est de trouver la solution optimale en termes d'orientation des couches afin de résister au test d'impact. L'angle d'orientation des fibres est traité comme une variable de conception continue dans le contexte du problème. Le logiciel de éléments finis commercialement disponible Abaqus est utilisé pour modéliser une plaque composite en Kevlar 49/époxy et simuler son comportement mécanique lorsqu'elle est exposée à une charge d'impact. Comme cela concerne un processus hautement dynamique impliquant des effets non linéaires significatifs, un schéma d'intégration temporelle explicite est sélectionné. La prévision des dommages de la plaque basée sur ses critères d'échec de contrainte maximale est utilisée comme fonction objective pour l'optimisation, tandis que l'analyse de pénétration est basée sur les critères de Hashin et implémentée dans un sous-programme Abaqus VUMAT. Les résultats obtenus devraient intéresser les fabricants de gilets pare-balles pour développer des solutions de protection passive.
Tasić et al. (Fri,) ont étudié cette question.