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Thèse soutenue

Caractérisation mécanique d'un composite unidirectionnel fibres de verre-E/matrice époxyde élaboré sous micro-ondes

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Auteur / Autrice : ShuLin Bai
Direction : Dominique François
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des matériaux
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021)

Résumé

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Le comportement mécanique d'une résine époxyde (DGEBA-3DCM) et d'un composite unidirectionnel fibres de verre-E/matrice époxyde a été étudié. Nous avons comparé l'élaboration sous micro-ondes et l'élaboration thermique de ces matériaux, et nous avons dégagé les résultats suivants: 1) en traction monotone, la résine élaborée sous micro-ondes montre une légère amélioration des propriétés mécaniques. Après le vieillissement dans l'eau, elle garde sa supériorité sur la résine réticulée thermiquement. Cette amélioration des propriétés mécaniques est attribuée à la plus grande homogénéité. La contrainte à rupture et le module augmentent avec la vitesse de sollicitation. 2) la présence de porosité plus importante dans le composite élaboré sous micro-ondes provoque la baisse des propriétés mécaniques globales. Il est apparu nécessaire de diminuer le taux de porosité en modifiant le processus d'élaboration (temps et pression). 3) par l'essai in situ sous MEB en traction transverse et en flexion 4 points sous appuis rapproches, l'interface fibre/matrice du composite élaboré sous micro-ondes apparait plus résistante en traction et en cisaillement. À l'aide d'un modèle développé en se basant sur la mécanique de la rupture, l'énergie surfacique de l'interface fibre/matrice apparait également plus grande pour le composite élaboré sous micro-ondes. 4) l'étude numérique et analytique montre que la fragmentation des fibres aura lieu préférentiellement a l'intérieur du composite en traction longitudinale. Lorsque des fibres sont rompues, le décollement de l'interface fibre/matrice démarre à la surface si la fraction volumique des fibres est élevée. Sinon, le résultat est inverse. La fragmentation des fibres conduit a une baisse du module du composite. Cette baisse est d'autant plus importante que les fibres sont courtes