Contribution a l'etude du comportement elastique et de l'endommagement des materiaux elastomeres

par JULIE DIANI

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Françoise Léné.

Soutenue en 1999

à Cachan, Ecole normale supérieure .

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  • Résumé

    L'utilisation des materiaux elastomeres, de plus en plus repandue dans de nombreux domaines d'industrie de pointe, necessite une bonne maitrise de la representation de leur comportement elastique et de la formulation de criteres d'endommagement physiques. La representation theorique du comportement elastique de ces materiaux peut etre abordee par une approche macromoleculaire ou par une approche phenomenologique. L'etude des modeles macromoleculaires existants nous a permis de preciser les difficultes d'une liaison micro-macro pertinente lors de la construction d'une loi de comportement a parametres physiques. Suivant alors une approche phenomenologique, nous avons propose une nouvelle densite d'energie elastique de deformation. Au-dela de cette fonction, nous proposons plus generalement une demarche simple de construction de la fonction de densite d'energie, accompagnee d'une strategie d'identification des parametres qui lui sont associes. Cette strategie ne necessite la connaissance que de deux experiences, voire d'une seule. Cette demarche a ete validee avec succes sur un elastomere thermoplastique, le santoprene. Du fait des tres grandes deformations elastiques que peuvent subir les materiaux elastomeres, l'etude des phenomenes d'endommagement par cavitation (apparition de cavites) ou croissance de cavites necessite de se placer dans le formalisme des grandes deformations. Apres avoir repris les criteres de cavitation connus, nous proposons un critere energetique de croissance de cavites par analogie avec la mecanique de la rupture. Pour cela le taux de restitution d'energie d'une sphere contenant une cavite spherique, soumise a un effort de traction quelconque, est etabli a chargement ou a deplacement imposes. Afin de valider les criteres d'endommagement proposes, des simulations numeriques d'essais experimentaux ont ete realisees a l'aide du code de calcul abaqus. Enfin, l'exploitation de ces criteres a permis d'etudier la competition entre cavitation et croissance de cavites. Il apparait que la taille initiale des defauts dans la structure influence directement le mode d'evolution de l'endommagement soit par apparition de nouvelle cavites (cavitation) soit par croissance de cavites deja presentes.


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Informations

  • Détails : 150 p.
  • Annexes : 61 ref.

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