Viscoélasticité d'une structure métal/polymère/métal : Phénomènes d’interface

par Pascal Cuillery

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jacques Tatibouet.


  • Résumé

    Une approche théorique du couplage mécanique entre les phases d'un sandwich métal/polymère/métal a été développée en supposant des interfaces parfaites. Des comparaisons entre les calculs et des essais de spectrométrie mécanique de torsion ont été menées en considérant différentes géométries d'éprouvette. Des résultats surprenants concernant l’influence de la largeur d'éprouvette sont expliqués par la détermination de l'énergie de déformation. L'effet de l'épaisseur de polymère est expliqué par un effet de structure sans faire intervenir la présence des phénomènes d'interface comme il est généralement le cas dans la littérature. La température du pic d'amortissement du sandwich dépend de façon importante de la géométrie des éprouvettes testées. Le modèle mécanique montre que l'influence d'une éventuelle interphase sur le comportement viscoélastique de nos sandwichs est négligeable. Dans le but de relier adhésion et amortissement, des sandwichs ont été réalisés en modifiant les conditions d'élaborations pour obtenir différentes qualités d'adhésions. Les tests de spectrométrie mécanique ont montré une augmentation de l'amplitude des pics d'amortissement et du module apparent à basse température avec la qualité de l'adhésion. Des calculs d'éléments finis ont expliqué cette variation par l'existence de discontinuités de déplacements à l’interface métal/polymère. La continuité des déplacements est assurée uniquement à partir d'une certaine valeur de l'énergie de pelage.

  • Titre traduit

    = Viscoelasticity of a metal/polymer/metal structure : Interfacial phenomena


  • Résumé

    A theoretical approach of the mechanical coupling between phases in polymer/metal/polymer sandwich composites is developed assuming perfect interfaces. Comparisons between experimental dynamic mechanical spectroscopy (DMS) and theoretical results are made with a special attention to the geometrical characteristics. Unexpected results concerning the dependence on the width of the specimen are explained using strain energy method. The polymer thickness influence is explained only by structural effects instead of the interface effects often found in literature. The temperature of the sandwich loss factor peak is revealed to depend greatly on the specimen dimensions. The mechanical analysis shows that in the case of our sandwiches, the interphase influence is negligible. In order to link adhesion and viscoelastic features of composites, some sandwiches were processed under various conditions to obtain different qualities of metal/polymer adhesion. Some TMS tests show that the amplitude of the main loss factor peak and the low temperature apparent modulus increase with the adhesion quality. Some finite elements calculations show that discontinuities of displacements at the metal/polymer interface explain the loss peak change. The continuity of displacements is ensure only from a threshold value of the peel energy.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (148 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : C.83(2032)
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