Comportement viscoelastique des elastomeres de polyurethane en grandes deformations modelisation - validation

par HOCINE BECHIR

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Yvon Chevalier.

Soutenue en 1996

à CNAM .

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  • Résumé

    L'analyse des contraintes et des deformations dans les problemes de contact est d'une tres grande importance en construction mecanique, par exemple dans le dimensionnement des structures travaillantes. Le comportement mecanique des elastomeres de polyurethanes est non lineaire meme pour de faibles niveaux de contraintes. C'est pourquoi le developpement des lois de comportement ne peut s'envisager que dans le cadre des grandes deformations impliquant le choix de la configuration de travail lagrangienne ou eulerienne. La modelisation du comportement hyperelastique des elastomeres est basee sur l'energie volumique de deformation. Generalement, l'hypothese d'incompressibilite facilite l'ecriture des lois de comportement hyperelastique, les essais developpes pour identifier ces lois etant les essais de traction biaxiale et de cisaillement simple. Nous avons developpe des modeles de comportement hyperelastique des elastomeres compressibles. En effet, la demarche comporte deux etapes : la premiere consiste a considerer le materiau artificiellement incompressible ce qui permet le depouillement des mesures par des techniques du type rivlin (materiaux incompressibles), la seconde est la deduction de la partie spherique de l'essai de traction uniaxiale (et non de compression hydrostatique). L'interet de cette demarche est de mettre en evidence des parametres comportementaux par un minimum d'essais pour la gamme de deformations envisagees. Sachant que la validation demande un autre essai, de torsion ou de compressibilite par exemple, car dans le cas ou le coefficient de poisson est proche de 0,5 le module de compression ne peut etre obtenu qu'experimentalement. La viscoelasticite non lineaire a ete mise en evidence pour des essais de relaxation a differents taux de deformation. Les parametres intrinseques des polyurethanes dependent de la deformation et du temps par l'intermediaire des vitesses. On considere que la contrainte totale est la superposition d'une contrainte resultant du comportement hyperelastique et d'une contrainte faisant intervenir l'effet memoire, toujours sous des hypotheses de compressibilite. Le modele formule decrit le comportement viscoelastique du materiau.


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