Étude expérimentale et numérique de l'hyperélasticité avec prise en compte de la compressibilité : identification paramétrique inverse, application aux élastomères compacts : polychloroprène, mélanges à base de caoutchouc naturel

Experimental study of the hyperelasticity of slightly compressible materials : identification of materials parameters by inverse methods. Application to compact elastomers : chloroprene, material gum rubbers

• Auteur / Autrice : Cécile Moreau
• Direction : Gérard Rio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lorient
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie mécanique et matériaux (Lorient)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Milieux continus, Mécanique des

Compressibilité

Éléments finis, Méthode des

Élastomères

Mots clés libres

Hyperélasticite

Méthodes inverses

Expérimentation

Résumé

La cadre général de ce travail est d'apporter des éléments complémentaires à l'étude expérimentale et numérique de l'hyperélasticité des élastomères compacts avec prise en compte de la compressibilité. L'objectif est de corréler des résultats expérimentaux avec la simulation numérique dans le domaine des grandes déformations. Les développements s'appuient sur l'utilisation d'une cinématique des grandes transformations en coordonnées matérielles entraînées. Trois axes sont plus particulièrement développés au cours de ce travail : 1) Le développement de nouvelles lois constitutives hyperélastiques avec prise en compte de la commpressibilté du matériau qui permettent la modélisation de la zone de raidissement caractéristique des grandes déformations des élastomères. L'introduction d'une dépendance de la partie volumique à la partie déviatoire des potentiels hyperélastiques est également faite ; 2) La mise au point et le développement d'une procédure d'identification paramétrique fondée sur une analyse inverse avec deux approches de calcul de la matrice de sensibilité paramétrique, par différences finies et de façon analytique directe ; 3) une caractérisation expérimentale d'un polychloroprène ainsi que des essais réalisés sur des mélanges à base de caoutchouc naturel permettant la corrélation entre l'expérimentation et la simulation. Pour ce faire, des dispositifs expérimentaux sont développés ou adaptés aux élastomères : traction, compression avec conditions limites bloquées, traction plane, cisaillement simple et essai oedométrique équivalent à un essai de compression hydrostatique. Des cyclages et relaxations permettent de s'affranchir des effets dissipatifs et d ene conserver que la composante hyperélastique