Evaluation du potentiel restant de structures composites verre / époxy soumises à des sollicitations de fatigue

Residual strength of glass / epoxy composites under fatigue loading

• Auteur / Autrice : Ludovic Farines
• Direction : Dominique Perreux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermographie

Composites

Résumé

L'objectif général de ce travail concerne la détermination et la prédiction du potentiel restant de structures composites portées dans un « état d'endommagement modéré ». La réalisation de cet objectif comporte donc deux parties intimement liées, d'une part un aspect expérimental relativement important, et d'autre part une analyse en terme de modélisation de façon à aboutir à une prédiction adaptée. Le potentiel restant peut être compris comme la résistance mécanique à la rupture d'une structure ayant subie une sollicitation de fatigue Une telle prédiction permettrait à terme de déterminer la durée de vie en fatigue, en effet lorsque le potentiel restant est égal à la sollicitation de fatigue la structure peut-être considérée comme rompue au cycle suivant. Comme dit précédemment, cette activité comporte la constitution d'une base de données expérimentale importante, elle comprend des essais sur structure tubulaire stratifiée [+55°, -55°]4 en Verre / Epoxy. Les essais comprennent des essais multiaxiaux quasi-statique à rupture ainsi que des essais de fatigue, enfin la détermination expérimentale de potentiel restant est l'apport majeur de ce travail. Une adaptation d'un critère multi échelle de rupture progressif est proposée afin de rendre compte de nos observations. Enfin, l'acquisition de moyen de mesure thermographique a permis d'observer de fortes hétérogénéités du champ de température de nos éprouvettes au cours des sollicitations de fatigue, une modélisation de ces échauffements a été proposée

The general objective relates to the determination and the prediction of the residual strength of composite structures carried in a ''state of moderate damage''. The achievement of this objective includes two parts closely dependent, on the one hand a relatively important experimental aspect, and on the other hand an analysis in term of modelling in order to obtain an adapted prediction. Such a prediction would, in the long term, make possible the determination of the fatigue life, indeed when the residual strength is equal to the fatigue loading, the structure could be considered as broken at the following cyde. So, this activity includes the constitution of an important and experimental database. All tests are done on laminated pipes [+55°, -55°]4 made of Glass R/Epoxy, the first part relates to the determination of multiaxial strength and fatigue behaviour, finally the experimental determination of residual strength is the major contribution of this work. An adaptation of a multiscale criterion of progressive failure is proposed in order to take in account our observations. Lastly, the acquisition of thermographic means of measurement made possible the observation of strong heterogeneities in the temperature field of our test-tubes during fatigue, a modelling of this heating was proposed.