Numerical simulation of forming processes has been an important means for material selection, tool design, and process optimization. A critical component of simulation, however, is an accurate material constitutive model, describing the response of the material under possible modes of deformation. The accuracy, in turn, is linked to the tests and techniques applied for identification of constitutive models:​ the more elaborate the identification, the more reliable the material parameters.

For textile composites, uncontrollable factors such as contact friction, misalignment, slip, variations in local fiber volume, and tow compaction are sources that generate considerable scatter in the response of fabrics. Accordingly, characterization methods occasionally suffer from non-repeatability of test data even under similar testing conditions. Furthermore, it is typical that different deformation modes result in different sets of material parameters. If variance of material response within the replication of tests and deformation modes is neglected, then the identification of model parameters can be far from the true material behavior.

In order to confront the above shortcomings, this work is an attempt to elaborate on the characterization of textile composites using a new inverse method by means of a signal-to-noise weighting scheme, and two constitutive models by means of a phenomenological invariant-based approach. A full identification of the developed constitutive models for a typical woven fabric is applied using the introduced inverse method and a set of data from standard testing methods, with close attention to the behavior of the composite constituents in a macro level. Particularly, the effects of fiber-resin interactions and fiber misalignment are introduced. A novel modified picture frame test is also studied and used for validating the models.

From the results of this work, it is expected that the use of a number of test methods simultaneously and the inclusion of all the data generated from them may not only be useful. but can also be critical for better characterization of this class of materials.

La simulation numérique pour les procédés de formation est un instrument important pour le choix des matériaux, la conception d'outils et l'optimisation des procédkés. Un des composants critiques de la simulation reste cependant un modkle constitutif de materiaux precis, pouvant décrire la reponse du materiau sous des modes de dtformation possibles. Par ailleurs, l'exactitude est like aux essais et aux techniques appliques pour I'identification des modeles constitutifs:​ plus l'identification est raffinée, plus les parametres du mathiau sont fiables.

Pour des composes textiles, des facteurs incontralables tels que le frottement de contact, la dhiation d'alignement, le glissement, les variations de volume local des fibres, et le tassement des fibres sont des sources qui produisent un éparpillement considérable dans la reponse des tissus. Par consequent, les methodes de caracterisation souffrent occasionnellement de la non-repetabilité des donnees des essais meme lorsque les conditions d'essais sont semblables. De plus, il est typique que differents ensembles de paramktres du materiau soient obtenus a partir des differents modes de dtfonnation. Si la variance de la reponse du matériau dans les repliques d'essais et les modes de deformation est negligee, l'identification des parametres du modèle peut alors Ctre loin du véritable comportement du matériau.

Afin de confronter les imperfections mentionnees ci-dessus, la presente etude est une tentative d'elaboration de la caracterisation des composes textiles en utilisant une nouvelle methode inverse bade sur un schema pondbe signalhmit et deux modkles constitutifs par le biais d'une approche bade sur l'invariance des phhomknes. Une identification complete des mod6les constitutifs developpes est appliqute A un tissu typique en utilisant la methode inverse proposee et un ensemble de donnees obtenus a partir des methodes d'essais standards, avec une attention particuliere donnk aux comportements des composes a un niveau macroscopique. En particulier, les effets des interactions fibre-résine et la deviation d'alignement de fibres sont introduits. Un nouveau test de cadrage modifie est egalement etudit et employe pour valider les modèles.

Des résultat de ce travail, on s'attend a ce que l'utilisation d'un certain nombre de méthodes d'essais simultanés et la prise en compte de toutes les données produites puissent non seulement être utiles, mais kgalement être critiques pour une meilleure caractérisation de cette classe de matériaux.