Mechanical characterization of rigid discrete interlocking materials
Les matériaux discrets entrecroisés (DIM) rigides sont une classe de matériaux qui se distinguent par la manière unique par laquelle ils se déforment: les DIMs sont composés d’éléments (connectés par entrecroisements) qui peuvent se déplacer librement à l’intérieur d’une amplitude définie par les contacts avec leurs éléments voisins. Ceci donne une réponse biphasique aux déformations unique à ces structures où soit aucune résistance n’est fournie à une déformation, soit un arrêt complet à la déformation se présente. Il n’est pas clair comment l’ensemble de paramètres discrets et continus décrivant un DIM influence ce comportement biphasique. De plus, nous ne possédons pas les outils pour le charactériser correctement. Dans le but d’élucider ce comportement, nous présentons une méthode qui s’inspire de techniques d’homogénisation qui peut détecter les contacts physiques entre éléments composés de tores. En définissant une énergie adéquate, nous pouvons minimiser les intersections entre éléments tout en déformant le DIM d’une façon arbitraire en utilisant des techniques d’optimisation standardes. Nous explorons les déformations auxquelles des arrangements planaires de DIMs peuvent être assujettis et investiguons comment le couplage de contraintes dans deux directions orthogonales influence ces déformations. Nos résultats permettent de mieux comprendre comment différents paramètres décrivant un DIM influence ces déformations.
Matériaux discrets entrecroisés Optimisation Déformation Arrangements planaires