Rupture des composites unidirectionnels à fibres de carbone et matrice thermodurcissable : approche micro-macro

Failure of unidirectional carbon fibres / thermoset resin composites : micro-macro approach

• Auteur / Autrice : François-Henri Leroy
• Direction : Jacques Lamon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

L'approche classique de prevision de la resistance des composites unidirectionnels carbone/resine thermodurcissable a partir des proprietes des fibres et de l'interface fibre/matrice est mise a l'epreuve dans le cadre des systemes a hautes performances (adhesion elevee, resine fortement reticulee). La caracterisation de l'interface en termes de critere de rupture et de frottement est alors generalement realisee par l'essai de dechaussement. Apres avoir precise les limites de celui-ci et de ses interpretations actuelles grace a une modelisation numerique et analytique approfondie (contraintes residuelles thermiques, effets de bord, triaxialite), nous sommes amenes a proposer un nouvel essai permettant de determiner l'energie de decohesion (application au systeme t800/5250). La statistique de rupture des fibres t800, sujette a des estimations contradictoires, est ensuite eclaircie. La modelisation de la rupture de la structure fibreuse exempte de resine peut alors etre entreprise. Cette etape intermediaire permet de valider l'idealisation du faisceau de fibres. La modelisation classique de l'endommagement du composite est enfin amelioree et conduit, malgre les approximations systematiquement affaiblissantes de ce travail, a une surestimation de la resistance de pres de 50%, l'effet de renforcement resultant de la liaison fibre/matrice etant surestime d'un facteur 2. Ceci est attribue a un declenchement anticipe de la rupture qui serait provoque par la penetration des fissures matricielles dans les fibres sous sollicitation locale dynamique