Amorcage de la fissuration en fatigue de polymeres amorphes vitreux

Fatigue failure initiation of amorphous vitrous polymers

• Auteur / Autrice : FREDERIC BALTENNECK
• Direction : Jean-Pierre Trotignon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

On etudie le comportement en fatique (flexion alternee, amplitude de deformation constante, 10hz) d'echantillons injectes en polystyrene et en polycarbonate de bisphenol a. La duree de vie a rupture est une fonction decroissante de l'amplitude de deformation et de la temperature. Deux regimes cinetiques existent: l'un appele thermique a t>tg-tx, l'autre mecanique a t<tg-tx, tx etant egal a 20k (ps) et 60k (pc). Le regime thermique est lie au phenomene d'autoechauffement du au caractere dissipatif des polymeres au voisinage de tg. Pour les essais realises dans ce domaine, l'energie d'activation apparente est tres elevee (230kj/mol). L'insertion de periodes de repos dans le programme de fatigue entraine une forte augmentation de la duree de vie, due au refroidissement du polymere pendant le repos. Le regime mecanique est lie a la nucleation et propagation de defauts conduisant a des fissures. Il est caracterise par une periode d'incubation presqu'egale a la duree de vie a rupture, pendant laquelle aucune modification n'est detectable ni par moyens mecaniques (mesure du module, essai de traction) ni par des moyens physico-chimiques (ir, aed). La duree d'incubation est une fonction decroissante de la temperature, avec une energie d'activation de 12kj/mol. Les periodes de repos de duree de l'ordre de la duree de vie en fatigue continue n'ont pas d'effet sur la duree de vie. La limite d'endurance est une fonction decroissante (quasi lineaire) de la temperature. Des craquelures existent dans la zone ou la rupture est superieure a la limite d'endurance. Deformation et contrainte de limite d'endurance sont notablement differentes du seuil critique de crazing en sollicitation statique du fait de la vitesse de deformation. Le comportement observe est compatible avec une cinetique d'accumulation des defauts de type loi d'avrami. Cependant le modele n'est pas testable actuellement