Etude expérimentale et numérique du comportement micromécanique des liaisons collées de type sifflet et double sifflet

Experimental and numerical study of the micromechanical behavior of the adhesively bonded scarf joint and double scarf joint

• Auteur / Autrice : Alexandre Gacoin
• Direction : Yves Delmas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Jauges de contrainte

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Assemblages collés

Mots clés libres

Type sifflet, Type double sifflet, Extensométrie, Thermoélasticimétrie

Résumé

Cette étude porte sur l’analyse expérimentale et numérique du comportement micromécanique des assemblages collés de type sifflet et double sifflet. La partie expérimentale de nos recherches utilise la grande sensibilité des jauges électriques, dans le but de caractériser l’endommagement progressif de nos éprouvettes jusqu’à leurs ruptures. Les nombreux essais réalisés montrent que l’endommagement peut être défini par trois seuils distincts (amorçage des premières microfissures Fd, charge pour laquelle elles se propagent Fg et la rupture ultime de l’éprouvette Fr), et que cet endommagement est étroitement lié aux propriétés mécaniques et géométriques des échantillons. Cette technique expérimentale est utilisée pour caractériser l’influence du vieillissement naturel sur l’endommagement des joints adhésifs biseautés en résine époxy et pour caractériser l’influence d’une singularité géométrique située au cœur du système jointif. La partie numérique de nos recherches est basée sur l’utilisation d’une loi élastoplastique couplée avec un modèle d’endommagement. Les modélisations nous permettent d’étudier le comportement de nos assemblages à l’échelle du joint, d’affiner nos analyses expérimentales et de préciser nos conclusions. Enfin une analyse prospective, basée sur des essais de thermoélasticimétrique est réalisée sur un assemblage collé de type double sifflet. Cette analyse apporte un éclairage original sur le comportement mécanique de ce type de liaison.

This work consists in experimental and numerical analysis of the micromechanical behaviour of the adhesively bonded scarf joints and double scarf joints. The experimental part of our research uses the great sensitivity of the electric gauges, in order to characterize the progressive damage evolution of our bonded joints. The collected experimental data shows that damage can be defined by three distinct thresholds: the initiation of the first microcracks (load Fd), start of microcracks propagation (load Fg) and the ultimate failure of the adhesive layer (load Fr). The aim of this experimental program is to characterise the influence of natural ageing process on the damage evolution of two adhesively bonded scarf joints and to characterize the effects of geometrical singularity located in the middle of the adhesive joint. The numerical modelling of our research is carried out with ABAQUS® software. F. E. Modelling, enable us to study the mechanical behaviour of our assemblies in zones difficult to observe in the experimental studies. A complete thermoelasticimetric analysis of an adhesively bonded double scarf joint was carried out. This work allows studying and understanding the influence of an interior angle confined in the middle of the assembly, on the first damages initiation.