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Analyses expérimentale et numérique de l'endommagement matriciel d'un matériau composite : Cas d'un pultrudé thermoplastique renforcé de fibres de verre
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Cayzac, Henri-Alexandre |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | L'utilisation croissante des materiaux composites a matrice polymere dans les structures industrielles est impulsee par le besoin de contraintes environnementales tout en conservant d'excellentes proprietes mecaniques. L'evolution des procedes de fabrication et l'emergence de la pultrusion reactive permet la production de materiaux composites a matrice thermoplastique possedant des taux de fibres tres importants. Ceci leur confere les proprietes longitudinales souhaitees mais ces procedes induisent une variabilite microstructurale importante. De plus, les pieces industrielles sont bien souvent sollicitees de facon complexe induisant des contraintes multiaxiales. Ces contraintes sont alors ``ressenties'' par la microstructure du materiau composite et par la matrice confinee par les fibres notamment. La variabilite microstructurale tend alors a amplifier les contraintes. C'est dans ce contexte qu'une approche multi-echelle macro-micro (globale/locale) experimentale et numerique a ete developpee. Les mecanismes de deformation, d'endommagement et de rupture ont ete experimentalement analyses a l'echelle globale du materiau composite ainsi qu'a l'echelle locale de sa microstructure. Pour ce faire, de techniques experimentales liees a la tomographie aux rayons X ont ete mises en place et permettent d'observer in-situ l'evolution de la microstructure sollicitee. Il a ete observe que l'endommagement se developpe au sein de la matrice thermoplastique. Un modele de comportement de la matrice endommageable a donc ete mis au point a l'aide des approches issues de la mecanique des milieux poreux et permet de rendre compte des micro-mecanismes de deformation et d'endommagement de la matrice confinee par les fibres. Une approche de type ``top-down'' a ete developpee. Celle-ci permet de localiser les zones critiques d'une structure industrielle composite. Le chargement applique localement sur la piece sert alors de conditions aux limites sur une microstructure reelle modelisee. Ainsi, il est possible de simuler la cinetique d'endommagement, permettant de comprendre l'amorcage et la propagation de fissures dans une structure industrielle. Cette approche appliquee au cas d'une canalisation composite sous pression a permis de determiner des pressions d'amorcage de fissures en fonction de l'enroulement du composite sur la canalisation. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01139401/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
