Comportement et endommagement des materiaux composites stratifies

par ERIC PETITPAS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Jacques Renard.

Soutenue en 1993

à l'EMP .

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  • Résumé

    Le but de ces travaux est d'analyser precisement le comportement et l'endommagement des materiaux composites stratifies, et de les modeliser par une theorie modifiee des stratifies, afin de disposer d'un outil predictif du comportement jusqu'a rupture de n'importe quel stratifie. La premiere partie concerne l'analyse experimentale sur eprouvettes stratifiees carbone epoxy. Le chapitre 1 est dedie a l'analyse du comportement non lineaire de la couche deduit d'essais sur differentes stratifications. Un comportement viscoelastique non lineaire est mis en evidence et caracterise par des tests de relaxation. En outre, des essais de charge decharge mettent en evidence une plasticite instantanee de la couche. Le chapitre 2 concerne l'analyse de l'endommagement par rupture progressive des fibres, et fissuration transverse multiple de la couche. La microscopie in situ d'eprouvettes pendant les essais de traction a permis d'associer un endomgement physique a l'evolution des proprietes mecaniques de la couche. La seconde partie concerne la modelisation du comportement non lineaire et de l'endommagement. La viscoelasticite est modelisee au chapitre 3 par integrale d'heredite ; la non linearite est introduite par la notion de temps reduit, et conduit a une variante de la loi de shappery. La plasticite est decouplee de la viscoelasticite ; elle est formulee d'apres le principe de normalite applique a la fonction de charge prise comme potentiel plastique ; l'ecrouissage est represente par une loi unique ce qui conduit a un comportement plastique anisotrope de la couche a ecrouissage isotrope. La modelisation de l'endommagement, traitee au chapitre 4, est basee sur des modeles probabilistes micro-mecaniques concernant la rupture progressive des fibres, et meso-mecaniques pour la fissuration transverse multiple. L'homogeneisation permet de traduire le couplage endommagement comportement. Enfin la derniere partie concerne la formulation de la theorie non lineaire des stratifies permettant de simuler par un processus iteratif la reponse de n'importe quel stratifie a partir du comportement viscoelasto-plastique et l'endommagement de la couche. Pour finir des comparaisons calculs-experiences sont presentees.


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  • Détails : 936 P.
  • Annexes : 65 REF.

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