Contribution à l’étude micro mécanique de l'interface et des phénomènes élémentaires d'endommagement dans des composites modèles fibre de verre-résine époxyde

= Micro mechanical analysis of the interface and the basic damage modes in glass fibre/epoxy resin model composites

• Auteur / Autrice : Pascal Feillard
• Direction : Dominique Rouby
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007) - Office national d'études et recherches aérospatiales. Département Matériaux et Structures (DMAS) (France)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fragmentation

Résines époxydes

Fibres de verre

Résumé

Nous avons mené une étude micromécanique de l’interface dans des composites modèles fibre de verre/ résine époxydes. Les tests utilisés sont les 'essais d ' arrachement, de fragmentation et de micro indentation. Il est apparu qu ' une forte teneur en silane à la surface de la fibre change les propriétés mécaniques de la matrice et déplace le point de rupture du système de l'interface vers la matrice. A l'aide de modèles analytiques de transfert de charge et d ' une simulation des processus de rupture de fibre observés expérimentalement, nous avons mis en évidence que les modèles unidimensionnels de transfert de charge ne convenaient pas pour l'analyse de l'essai de fragmentation, tout au moins pour les systèmes verre/ époxy. Des modèles bidimensionnels sont plus adaptés car ils expriment notamment le caractère multi axial du transfert de charge. Parallèlement, nous avons montré que les modèles analytiques de transfert de charge développés très récemment pour l'essai d’arrachement ne pouvaient être employés pour une analyse mécanique fine et que, dans ce cas, un modèle bidimensionnel de rechargement devait également être envisagé. Par conséquent un effort considérable doit être entrepris afin de développer pour chacun des trois tests micro mécaniques, un modèle de transfert de charge bidimensionnel.

A micro-mechanical study of the interface in glass fibre/epoxy resin model composites has been carried out with three micrc1mechanical tests : pull-out test, fragmentation test and micro indentation test. It appears clearly that the matrix mechanical properties change with the percentage of silane at the fibre surface. The break point of the fibre-matrix system is also shifted from the interface to the matrix in the case of a high percentage of silane. Examination of analytical load transfer models and computations of fibre failures processes observed experimentally bring out that one-dimensional load transfer models are not suited to the fragmentation test analysis with glass/epoxy systems. Bidimensional models are more satisfactory because they outline the multiaxial feature of the load transfer. In parallel, we show that some analytical load transfer models recently developed for the pull-out tests cannot be employed for a precise mechanical study. In this case, a bidimensional model has also to be used. Consequently, an extensive work must be undertaken to develop a bidimensional load transfer model for each of the three micro mechanical tests.