Comportement plastique et textures de déformation des polymères semi-cristallins en traction uniaxiale et en cisaillement simple

Plastic behaviour and textures in semi-crystallin polymers induced by uniaxil tension and simple shear

• Auteur / Autrice : Abdesselam Dahoun
• Direction : Christian G'Sell
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cisaillement (mécanique)

Polyéthylène

Mots clés libres

Éthylène polymère

Propène polymère

Méthylène oxyde polymère

Etherethercetone polymère

Traction

Cisaillement

Orientation

Simulation

Résumé

Les lois de comportement du polyéthylène, du polypropylène, du poly(oxymethylene) et du poly(éther éther cétone) sont déterminées en traction uniaxiale et en cisaillement simple pour des températures comprises entre la transition vitreuse et la fusion cristalline. La divergence de la contrainte équivalente de Von mises entre les deux modes de déformation, observée à partir de e#e#q=0,4, atteste de l'influence macromoléculaire sur le durcissement plastique. L'évolution des textures cristallines des quatre polymères, en fonction de la déformation plastique, a été étudiée par goniométrie aux rayons x. Les figures de pôles ainsi obtenues, montrent en traction le développement d'une forte texture de fibres, les chaines s'orientent selon l'axe de sollicitation. En cisaillement, les chaines tournent vers la direction de cisaillement macroscopique. Par ailleurs, à l'aide de techniques densimétrique, calorimétrique et viscoelasticimetrique, on a montré que la déformation plastique en traction s'accompagne de mécanismes d'endommagement tels que la fragmentation des lamelles cristallines, le dépliement des chaines et la formation d'une structure microfibrillaire. En revanche, en cisaillement simple, les mécanismes d'endommagement semblent beaucoup moins importants. Un modèle auto-cohérent viscoplastique à 1-site a été utilisé pour simuler les lois de comportement et les textures de déformation des polymères semi-cristallins aux très grandes déformations. Cette modélisation montre l'importance du nombre et du type des systèmes de glissement dans la déformation plastique de la phase cristalline ainsi que l'influence de l'orientation des chaines. On trouve un bon accord qualitatif entre les résultats expérimentaux et théoriques, en particulier le durcissement plastique élevé en traction lié à l'orientation des chaines parallèlement à la direction de traction et le durcissement plastique élevé en traction lié à l'orientation des chaines parallèlement à la direction de traction et le durcissement très faible voire négatif observé en cisaillement du fait de l'orientation des chaines parallèlement à la direction de cisaillement qui favorise le glissement dans les lamelles cristallines