Comportement et endommagement de composites 6061/sicp soumis a des sollicitations uniaxiales monotones ou cycliques

Behaviour and damage of various 6061/sicp metal matrix composites under monotonic or cyclic loading

• Auteur / Autrice : EVELYNE GONIA
• Direction : Jacques Besson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

Les composites a matrice metallique ont des proprietes en abrasion interessantes mais leur endommagement rapide limite leur developpement. L'objectif de cette etude est comprendre l'influence des particules ceramiques introduites en faible fraction (8% max). Notre contribution est a la fois experimentale (mecanismes de renforcement et d'endommagement) et theorique (modele micromecanique pour chargement complexe). Les composites 6061/sicp sont elabores par metallurgie des poudres avec differentes formes et tailles (15 et 50m) de particules et suivant differentes filieres de densification et de mise en forme. Pour chaque materiau, l'elaboration et la microstructure sont precisees. Viennent ensuite les essais mecaniques. Nous comparons les reponses en traction des composites et de l'alliage. Sur les meilleurs composites, cette operation est repetee pour une sollicitation cyclique de traction/compression. L'endommagement est analyse par des proprietes globales (module de young, deformation a rupture, tenacite) ou locales (observation post mortem). Nos resultats montrent que la qualite du composite depend de deux parametres : la nature de l'endommagement lies aux particules (decohesion ou rupture) et la sensibilite de la matrice a ce nouveau phenomene. Nous abordons ensuite la modelisation en passant en revue les modeles micromecaniques existants. Les plus adaptes a notre probleme sont mis en place et confrontes a l'experience. Aucun d'entre eux ne reussit a decrire correctement la reponse cyclique de nos materiaux. Nous proposons donc un nouveau modele pour pallier ce manque. La loi d'evolution proposee depend d'un seul parametre scalaire h suffisant pour donner une bonne description du comportement macroscopique des composites. Ce nouveau modele offre un autre avantage, il donne acces aux champs locaux, ce que ne fait pas un modele phenomenologique classique. Toutefois, notre etude montre les limites de l'approche quasi-autocoherente initialement prevue pour la determination de h.