Réalisation et caractérisation de composites hybrides verre/expoxy/Ni-Ti adaptatifs

Smart glass expoxy laminates with embedded Ti-based shape memory alloy

• Auteur / Autrice : Young Kuk Choi
• Direction : Michelle Salvia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Matériaux polymères et composites
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône....-2003)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Transformations martensitiques

Alliages à mémoire de forme

Résumé

L'@évolution des composites à matrice organique et renfort fibreux vers des matériaux actifs peut être réalisée par l'introduction d'alliage à mémoire de forme. Dans le cadre de cette thèse, nous avons réalisé un matériau ''adaptable'' élaboré à partir d'un composite à matrice époxyde renforcée par des fibres de verre par insertion de fil de Ni-Ti. La méthode de la poutre encastrée libre a été utilisée pour évaluer l'effet d'activation. Les résultats obtenus montrent que le maximum de flexion est atteint lorsque les fils sont maintenus sous contrainte pendant la cuisson avec la création d'un effet mémoire de forme double sens. Enfin, le modèle de Liang & Rogers a permis d'approcher le comportement du composite hybride et a mis en évidence l'effet de la vitesse de transformation sur les contraintes de déformation du matériau global. Cet effet de la vitesse est propablement lié à un phénomène de relaxation de contrainte au niveau du fil de l'interface composite alliage.

Growing attention has been given in the last years to the development of smart materials. It is relatively easy, taking in account their processing techniques, to embed in composite materials actuators at a mesoscopic scale. SMA are particularly fitted as actuators because they can be easily drawn into thin wires and incorporated in composite. To test the influence of the materials and processing conditions on the actuation properties of adaptive hybrid composites asymmetric composite systems based on a glass epoxy laminate with embedded wires of a shape memory Ti-Ni-Cu alloy were processed. The SMA wire were incorporated as far as possible away from the neutral plan. These asymmectric hybrid laminate beams were tested in clamp-free conditions. Describing the macroscopic behaviour in the frame of the classical constitutive modelling and using metallurgical parameters defined from a Clausius-Clapeyron diagram, a description of the temperature-deflection curves can be obtained.