Fluage en torsion de composites à renforts filamentaires et matrice polymère : influence de l'humidité

par Mohand Tayeb Lachi

Thèse de doctorat en Sciences. Matériaux macromoléculaires et composites

Sous la direction de Alain Vautrin.

Soutenue en 1992

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Alain Vautrin.


  • Résumé

    Cette etude se situe dans le contexte general de la caracterisation du comportement en cisaillement de composites a fibres de carbone ou verre et matrice polymere. Les eprouvettes parallelepipediques a fibres longitudinales ou transverses sont soumises a des essais de fluage en torsion aux differents taux d'humidite relative 0, 60, 80 et 96% a la temperature constante de 60#c. Une etude introductive rappelle le probleme de la caracterisation des proprietes de cisaillement et les bases theoriques du probleme de torsion. Les phenomenes d'absorption d'eau des composites a matrice organique sont egalement presentes. La conception et la realisation des machines d'essais de fluage en torsion simples peu encombrantes et de cout de fabrication raisonnable sont ensuite decrites. Ces machines permettent d'effectuer des essais en parallele dans les enceintes de conditionnement. Les cinetiques d'absorption d'eau sont modelises a priori par la loi de fick. Le choix d'un barreau composite de section droite carree a fibres longitudinales ou transverses permet en principe de determiner les diffusivites effectives suivant les trois directions x, y et z de l'eprouvette. Trois composites a matrice polymere ont ete etudies: deux materiaux a base de fibres de verre e unidirectionnelles et tissees et un materiau a fibres de carbone unidirectionnelles. L'absorption d'eau suivant la direction des fibres est en general plus rapide que suivant la direction transverse, on caracterise ainsi l'anisotropie de la diffusion macroscopique des composites unidirectionnels. De plus les diffusivites experimentales du composite renforce par un tissu d verre equilibre sont pratiquement independantes des humidites relatives et de l'orientation chaine et trame. Les essais de fluage d'echantillons satures, testes a differents couples, permettent l'etude de la variation de la complaisance de cisaillement dans le temps en fonction de la quantite d'eau absorbee. Les courbes de complaisance les plus marquantes sont celles des echantillons verre/epoxyde conditionnes a 80 et 96% hr ou l'on met en evidence la grande sensibilite du comportement en cisaillement a la concentration en eau. En outre l'endommagement observe des echantillons a fibres longitudinales se traduit par des fissures longitudinales suivant la direction des fibres alors que les transverses se rompent en traction transverse. Enfin, les courbes maitresses obtenues et la courbe d'evolution du facteur de glissement en fonction de la concentration en eau permettent raisonnablement de prevoir le comportement du materiau dans un large domaine temps-concentration en eau

  • Titre traduit

    Creep torsion of fibre reinforced polymeric matrix composites: influence of moisture


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Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-171

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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