Comportement mecanique de materiaux composites a base pa-6 : effets de l'elastomere, du taux de fibres et de l'etat de l'interface fibre-matrice

• Auteur / Autrice : Laurence Pinot
• Direction : Moussa Gomina
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fluage

Composites

Composites à fibres

Élasticité

Élastomères

Alliages de polymères

Propriétés mécaniques

Polyamides

Résumé

Pour realiser des pieces de structure pouvant resister au choc mecanique a partir d'un polymere, il faut lui conferer une bonne resilience tout en le rigidifiant. Dans le cas du pa-6, on obtient un materiau moins cassant en le modifiant a l'aide d'un elastomere et on le rigidifie avec des fibres courtes de verre. Dans ce travail, nous avons etudie les roles du taux d'epr (l'elastomere), de la concentration de fibres et de l'etat de l'interface fibre/matrice sur la tenue mecanique de cette famille de composites. Dans ce but, des materiaux modeles intermediaires ont ete elabores et sollicites en tension uniaxiale monotone, statique (fluage), dynamique (fatigue cyclee) et en rupture entaillee. Les resultats indiquent que l'elastomere a un role benefique car il abaisse la contrainte d'ecoulement plastique de la matrice, ce qui induit notamment une bonne resistance a l'amorcage et a la propagation de fissure. Cependant, son taux doit etre maitrise afin de maintenir une plage de contrainte a faible vitesse de fluage la plus large possible. Les resultats qualitatifs issus des observations des modes d'endommagement par meb, des analyses de l'activite acoustique et des courbes de chargement sont valides par les valeurs de contrainte de cisaillement obtenues par une methode simple utilisant la distribution des longueurs des fibres dans les composites. Pour tous les taux de renfort explores, l'emploi de fibres conduisant a une interface peu liee avec le pa-6 modifie epr donne des materiaux aux caracteristiques mecaniques bien inferieures a celles obtenues avec des fibres fortement liees. Dans ce dernier cas, l'augmentation du taux de renfort resulte en une fragilite accrue par les effets conjugues de la reduction de la taille de zone plastique et des energies d'amorcage et de propagation de fissure. La tenue en fatigue en est affectee. Le seul avantage reside dans l'elargissement de la plage de contrainte a faible vitesse de fluage.