Contribution à l'analyse rhéologique du comportement viscoélastoplastique cyclique

par Fouad Limam

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de François Sidoroff.

Soutenue en 1993

à Écully, École centrale de Lyon .


  • Résumé

    La modélisation de l’endommagement passe, pour de nombreux matériaux composites, par la caractérisation du comportement mécanique sous sollicitation cyclique et notamment par l’étude viscoélasticimétrique du matériau endommagé. La construction d’un cadre approprié pour une interprétation rhéologique cohérente du comportement cyclique d’un modèle élastoviscoplastique nous a permis à la fois de confirmer certains phénomènes expérimentaux, et de développer une technique permettant d’atteindre directement le régime stabilisé. Ce cadre permettra ensuite l’analyse des paramètres rhéologiques à travers l’évolution de l’angle de perte et du module complexe. Pour aller plus loin, et ainsi mieux comprendre le comportement des matériaux élastoviscoplastiques lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations cycliques, il convient d’entreprendre l’étude de divers modèles non linéaires et d’analyser l’extension des notions de module complexe et d’angle de perte au-delà du cadre linéaire pour lequel une sollicitation harmonique entraine une réponse harmonique. Ceci pose en fait le problème beaucoup plus large de la viscoélasticimétrie non linéaire. L’ensemble des modèles étudiés sera présenté en deux sous ensembles, autour de la structure de Prager d’abord, et de celle de Zener ensuite. Ces différents modèles sont étudiés sous sollicitation cyclique à contrainte sinusoïdale imposée, et une formulation analytique sera présentée. Nous montrerons l’influence de la structure sur la caractérisation viscoélasticimétrique. Nous vous intéresserons ensuite au cas de la déformation harmonique imposée, puis nous analyserons enfin l’éventuelle influence de la forme du signal imposé sur la caractérisation du comportement. Le frottement interne comme la viscoélasticimétrie sont des techniques de caractérisation parfaitement bien assises en viscoélasticité linéaire, toutefois leur champ d’application réel s’étend bien au-delà de ce domaine. Par exemple, le frottement intérieur est à juste titre utilisé dans le cadre des matériaux microhétérogènes comme outil d’investigation en microplasticité pour l’étude des dislocations et de leur mobilité, ce qui correspond à un comportement viscoplastique. Nous vous proposons dans une dernière partie d’appliquer la méthodologie développée précédemment pour caractériser des phénomènes expérimentaux observés sur certains matériaux composites granulaires à matrice métallique. Les techniques de mesure du frottement intérieur sont utilisées de façon originale pour caractériser la microplasticité et de l’amortissement du matériau à travers une vitesse de refroidissement, sous l’effet de contraintes internes induites par différentiel thermique entre les particules et la matrice. Une interprétation rhéologique sera présentée.

  • Titre traduit

    Rheological analysis of elastoviscoplastic cyclic behaviour


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Informations

  • Détails : 1 vol. (190 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 53 réf.

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  • Cote : C8 55403
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