Etude d'un matériau composite verre-époxyde et de son endommagement : mesures mécaniques, acoustiques et physiques

par Emmanuelle Bouquerel

Thèse de doctorat en Microstructure et comportement mécanqiue

Sous la direction de Joseph-Michel Perez.


  • Résumé

    Les propriétés d'un matériau composite unidirectionnel verre-époxyde de ont été étudiées au moyen de trois techniques couplées: sollicitation mécanique de traction ondulée, émission acoustique et spectrométrie mécanique. L'analyse du module complexe de la résine époxyde mesuré par la spectrométrie mécanique met en évidence plusieurs relaxations mécaniques. L' analyse particulière de la relaxation béta montre l'influence de la teneur en eau du matériau, à la fois sur sa température d'apparition et son amplitude: la relaxation béta de la résine "humide" serait liée à la rotation des molécules d'eau absorbées. Par ailleurs, la relaxation principale alpha apparaît comme un bon indicateur de la mobilité moléculaire et de l'état micro structural du polymère. Les résultats expérimentaux obtenus avec la même technique sur le matériau composite permettent d'étudier l'influence du renfort sur les relaxations mécanique A ce sujet, nous proposons une modélisation prenant en compte la fraction volumique de fibres et leur répartition géométrique. L'étude de l'endommagement du composite par traction ondulée permet de distinguer plusieurs stades de fatigue. La phase de stabilité qui correspond à une période de stabilité des paramètres mécanique une évolution continue de la microstructure de la résine, attribuée à la création de défauts quasi ponctuels, (b) une plastification mécanique. L'étude de la relaxation alpha peut correspondre à l'utilisation d'un indicateur précoce d'endommagement.

  • Titre traduit

    = Study of a glass-epoxyde composite material and of its damageing : physic, acoustic and mechanical measurements


  • Résumé

    Mechanical properties of unidirectional composite material (glass-epoxide) were studied with three experimental methods: tensile solicitation, acoustic emission and mechanical spectrometry. The analysis of the resin epoxide complex moduli obtained by mechanical spectrometry showed several mechanical relaxations. The special study of beta relaxation proved the great influence of the material absorbed water amount. It modifies bath the temperature of the peak and its magnitude. The beta relaxation of the "soaked" resin would principally be caused by absorbed water molecules rotation movements. On the other hand, the alpha relaxation appears as a good indicator of molecular mobility and of the polymer microstructural state. Experimental results (obtained with the same method) on composite material allow us to study the influence of the fibres on the mechanical relaxations. We propose a new model witch doesn't consider only the fibres quantity but their geometric repartition too. The study of damaging by tensile fatigue shows several periods; The stability phase corresponds to a time of stability of the mechanical parameters. But is reveals also a continuous change of the resin microstructure. This has been attributed to the increase of the number of quasi-punctual defects

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : .83(1478)
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