Caracterisation experimentale et modelisation micromecanique de la densification des composites particulaires

par FABRICE DELIE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de D. BOUVARD.

Soutenue en 1996

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Des composites a matrice metallique peuvent etre elabores par compactage isostatique a chaud de melange de poudres et de renforts rigides particulaires. L'aptitude a la densification des composites particulaires depend essentiellement des caracteristiques des renforts (morphologie, taille fraction volumique). Ce travail vise a ameliorer la caracterisation experimentale, la comprehension des mecanismes microstructuraux et la modelisation micromecanique de la densification de tels melanges. La comparaison des differents resultats experimentaux extraits de la litterature permet, grace a la definition d'un facteur de densification, de comparer le comportement de materiaux divers soumis a des procedes de compactage differents et de quantifier l'effet des inclusions sur les cinetiques de densification. Plus les inclusions sont petites, de forme irreguliere et en fraction volumique elevee, plus la densification est retardee. L'analyse d'images montre qu'en fin de densification les pores se localisent preferentiellement au niveau des inclusions. La forme irreguliere des inclusions favorse cette porosite. Des essais isostatiques et dometriques a chaud sur des materiaux analogiques a base de plomb montrent l'influence du rapport de taille inclusions/particules, et pour la premiere fois celle de la morphologie des inclusions sur la densification. Pour decrire cet effet de forme nous developpons une modelisation bidimensionnelle. Une modelisation numerique par elements finis d'arrangements reguliers de cylindres et d'inclusions de differentes formes, montre d'une part l'effet important des contacts voisins sur la loi de deformation d'un contact dans l'assemblage et d'autre part l'influence de la surface specifique et de l'angularite des inclusions sur la vitesse de densification. Nous developpons ensuite un modele analytique d'assemblages aleatoires, base sur les lois de contact obtenues numeriquement. Nous modifions ce modele pour decrire la diminution du facteur de densification lorsque le perimetre specifique des inclusions augmente. La similitude des lois de contact 2d et 3d suggerent qu'une demarche analogue soit possible pour des assemblages tridimensionnels


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  • Détails : 226 P.
  • Annexes : 87 REF.

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