Application du modèle GTN à l'endommagement dynamique de la structure de générateurs de gaz pour airbag

Harold Fresnel (1) , Vincent Grolleau (1) , Gérard Rio (1) , Patrice Longère (1) , Philip Hardy

1 LG2M - Laboratoire de Génie Mécanique et Matériaux

Airbag inflator functioning is submitted to draconian safety rules for vehicle occupants. The bag inflating process is ensured by a pyrotechnic system which delivers combustion gases very quickly. Prior manufacturing, the inflator consisted of a thin tube closed at both extremities, crimped and perforated with exit ports for combustion gas release, undergoes validation tests. Ones called burst tests, consist in putting inflator combustion chamber (without exit ports) under various dynamic pressure ramps until structure failure. The work presented in this paper aims at predicting by numerical simulation the inflator response during dynamic loading in order to optimize its development and decrease the costs induced by validation tests. Many mehanical tests have been carried out showing significant plastic hardening and viscosity whith plastic ductile damage. The GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman) model has been used to describe the combined aforementioned effects. The first numerical simulations-burst test comparison is encouraging regarding prediction ability of the model.

Les sacs gonflables de sécurité passive (airbags) sont soumis à des règles draconiennes de sécurité vis-à-vis des occupants du véhicule. Avant sa mise sur le marché, le générateur de gaz constitué d'un tube à paroi mince fermé à ses deux extrémités par des sertis et percé d'orifices pour l'évacuation des gaz de combustion, doit subir des essais de validation. Un de ces essais, appelés burst test, consiste à soumettre la chambre de combustion (orifices bouchés) à des rampes de pression dont l'amplitude doit mener à la rupture de la structure. L'objectif du travail présenté dans ce papier est de prédire par simulation numérique le comportement d'un générateur de gaz sous sollicitations dynamiques afin d'optimiser sa phase de développement et réduire les coûts induits par le nombre important d'essais de validation. Une campagne d'essais mécaniques à d'abord été menée. Le modèle GTN (Gurson-Tveergard-Needleman) a été utilisé par la suite pour décrire les phénomènes observés expérimentalement. Les premières comparaisons simulations numériques-burst test sont encourageantes vis-à-vis de l'aspect prédictif de la modélisation.

Mots clés: dynamique; simulation numérique; endommagement; dynamique

Domaines: Mécanique [physics]

Harold Fresnel, Vincent Grolleau, Gérard Rio, Patrice Longère, Philip Hardy. Application du modèle GTN à l'endommagement dynamique de la structure de générateurs de gaz pour airbag. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-03365602⟩