Bilan des performances mécaniques des composites carbone/thermoplastiques pour l'aéronautique

par Philippe Vautey

Thèse de doctorat en Mécanique appliquée acoustique et matériaux

Sous la direction de François-Xavier Mareschal de Charentenay.

Soutenue en 1993

à Compiègne .

mots clés

• Matériau composite
• Fibre carbone
• Composites
• Thermoplastiques
• Aéronautique

Résumé

Ce travail a été orienté pour dresser un bilan des performances mécaniques des composites à matrice thermoplastique, en s'efforçant d'identifier les sollicitations élémentaires sur lesquelles sont basées les sélections matériaux, pour un concepteur de structures aéronautiques. Le composite thermoplastique APC2/AS4 de la société ICI a servi de support à cette étude. Au delà d'une comparaison thermoplastique/thermodurcissable, l'influence d'une matrice ductile sur les propriétés des stratifiés a pu être étudiée grâce à l'APC2, qui se démarque nettement des systèmes thermodurcissables plus fragiles utilisés en production à ce jour. Après que le comportement élasto-plastique marque de la matrice Peek au sein du composite ait été souligné, l'analyse des modes de ruines a permis de préciser les raisons du compromis mécanique réalisé sur stratifiés APC2 vis à vis de la traction, de la compression, et de la sensibilité aux dommages d'impact et à l'environnement. Parallèlement, des aspects spécifiques à la morphologie semi-cristalline de ce thermoplastique ont été étudiés. Des conditions limites de moulage ont été proposées pour éviter certains risques de fragilisation.

Titre traduit

Mechanical performances of carbon/thermoplastic composites for aeronautic structural application

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