Études théorique et expérimentale du comportement de matériaux composites en contraintes planes

par Jean-François Maire

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Claude Oytana.


  • Résumé

    L'objet de ce travail est de developper une modelisation phenomenologique du comportement mecanique de structures composites sous sollicitations complexes. Un vaste domaine d'essais uniaxiaux ou multiaxiaux statiques, cycliques, en fluage ou en relaxation est necessaire a une bonne comprehension du comportement de ces materiaux. Dans un premier temps, nous presentons un dispositif experimental de traction-torsion-pression interne que nous avons concu et realise. Il permet d'obtenir un etat de contraintes planes et homogenes sur des eprouvettes tubulaires a paroi mince. Les tubes testes sont essentiellement des stratifies bobines verre-epoxy a fibres longues (|30|, |45|, |60|). Contrairement aux modeles classiques qui considerent le materiau homogeneise, nous nous interessons aussi aux aspects microstructuraux. Nous proposons de partager la deformation totale: * en une deformation classique due a l'allongement des fibres a angle constant avec transfert de charge de la resine sur les fibres et d'un pli sur l'autre (comportement quasi-elastique pour les fibres et viscoelastique pour la matrice). * en une deformation structurale a longueur de fibres constante due a la rotation des fibres. Dans ce travail, un soin particulier est apporte a la methodologie experimentale qui permet une construction et une validation progressives du modele. Les deformations classique et structurale comprennent des termes instantanes, visqueux et residuels. La mise en evidence de la notion d'isochronisme conduit a l'introduction d'un spectre de temps de relaxation caracterisant la viscoelasticite. L'endommagement anisotrope est introduit dans les lois de comportement de maniere scalaire grace a une approche micromecanique self-consistent de la fissuration transverse. Afin de minimiser le nombre de coefficients a identifier, cette etude tient compte des particularites des constituants et du monocouche pour determiner le comportement macroscopique du stratifie. Ce travail fait partie d'un axe de recherches visant a etablir une modelisation complete du comportement des materiaux composites necessaire aux calculs de structures


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Informations

  • Détails : 1 vol (341 p.)
  • Annexes : 114 REF

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCI.BESA.1992.37
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