Etude du vieillissement des assemblages structuraux acier/aluminium : influence de l'environnement sur le dimensionnement

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Mario, Olivier
Copyright Year	2007
Abstract	L'objectif de cette etude est de s'interesser au comportement d'un adhesif structural charge de type epoxydique, a l'etat massique d'une part et au sein d'un assemblage realise entre deux substrats metalliques d'autre part. Ce comportement doit etre determine a l'etat initial mais aussi apres vieillissement humide, afin de dimensionner une structure uniquement collee, un train arriere de voiture dont la traverse est en acier et les bras en aluminium. Les differents essais mecaniques effectues a l'etat initial sur adhesif massique d'une part (traction sur eprouvettes halteres, pendule de torsion, . . .) et sur assemblages colles d'autre part (torsion, essais mixtes de type Arcan) ont conduit a des disparites de resultats tres importantes. Les charges de type mineral incorporees a la formulation industrielle de l'adhesif conduisent a des modules (d'Young, de cisaillement) qui sont fortement dependants de l'epaisseur des joints. Ce phenomene n'est pas observe dans le cas de joints realises avec une formulation d'adhesif a laquelle les charges minerales n'ont pas ete ajoutees. Les analyses microscopiques ont mis en evidence le role preponderant joue par la microstructure. Les charges (de talc en particulier) sont constituees de feuillets dont les energies de cohesion inter-feuillets sont tres faibles. Apres la reticulation a haute temperature, au cours du refroidissement, des contraintes vont se localiser autour de ces charges et conduire a un endommagement responsable de la chute des proprietes elastiques du joint. Des essais in situ au microscope electronique a balayage (traction ou cisaillement) ont aussi permis de comprendre le role de la microstructure et son comportement en cours d'essai. Les feuillets de talc s'exfolient et creent ainsi un reseau de microfissures au coeur du joint. La fissure finale qui conduit a la rupture du joint passe alors par un maximum de ces charges. La consequence premiere est que la contrainte a rupture du joint est directement reliee a la fraction de charges. Mais l'ajout de ces charges minerales permet aussi de conserver un facies de rupture cohesif quand des essais avec la formulation sans charges conduisent a une rupture de type adhesive. La diffusion d'eau dans la matrice polymere se fait selon une cinetique non fickienne. L'eau est presente dans une premiere phase, liee aux sites polaires du polymere, et dans une seconde, sans interaction avec la matrice. Cette diffusion, de type Langmuir, permet de decrire les courbes de gravimetrie enregistrees pour differentes temperatures et conditions d'humidite. Ces differentes atmospheres de vieillissement ont permis de relier simplement les differents parametres du modele de diffusion. Les proprietes mecaniques et physico-chimiques mesurees sur l'adhesif massique varient proportionnellement a la concentration d'eau presente dans l'adhesif. Ce modele, transpose aux joints colles permet la aussi de parfaitement modeliser les evolutions des proprietes mecaniques en fonction du vieillissement. Cela suppose donc que les effets de la diffusion a l'interface metal / polymere ne sont pas differents de ceux au coeur du joint. L'ensemble de ces resultats rassemble au sein d'un modele meme numerique permet de connaitre precisement l'etat d'une structure apres vieillissement et permet donc ainsi de dimensionner la structure industrielle souhaitee.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00273203/document
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article