Propriétés visco-élastiques des matériaux composites : Modélisation visco-élastique endomagée et validation expérimentale

Viscoelastic properties of composite materials. Viscoelastic damaged modelization and experimental verification

• Auteur / Autrice : Jean-Michel Frund
• Direction : Claude Oytana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Viscoélasticité

Composites

Résumé

L'objet de cette étude est, à partir d'une bonne connaissance des propriétés visco-élastiques des matériaux composites, de l'évolution de leur endommagement et du couplage de ces éléments, de formuler une représentation des lois de comportement de ces matériaux. Les essais expérimentaux, nécessaires à cette étude sont effectués sur trois types de plastiques renforcés. Après un rappel des différentes théories qui ont servi de base à notre modélisation ou qui sont utilisées dans d'autres modèles généraux de la littérature, la modélisation anélastique endommagée est présentée sous sa forme unidimensionnelle. L'endommagement y est introduit par son influence sur le module d'élasticité (principe de Kachanov). Les phénomènes dissipatifs sont représentés par une fonction appelée fonction de relaxation. Le modèle uniaxial ayant prouvé son efficacité et sa généralité, on montre qu'il est possible, à partir de l'identification d'une monocouche, de prévoir avec une assez bonne précision, la durée de vie en fatigue d'un stratifié tricouches sollicité en flexion 4 points. La tentative de couplage entre un nouveau moyen de contrôle non destructif, basé sur la variation de transmissivité optique, et la valeur d'endommagement déterminée à partir de la modélisation montre que la relation entre ces deux éléments n'est pas biunivoque en raison des différentes densités de fissures présentes dans un composite endommagé. Une modélisation anélastique endommagée nécessite plusieurs composantes de l'endommagement, donc une formalation multiaxiale. Cette formulation est basée sur un tenseur d'endommagement d'ordre 4 diagonal et sur une loi de transformation des contraintes utilisant une équivalence en énergie entre le matériau endommagé et un matériau vierge équivalent