Materiaux composites carbone-carbone et freinage : etude de l'endommagement au voisinage d'une surface de contact

par Christiane Wagner

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Yves Rémond.

Soutenue en 1996

à Strasbourg 1 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans ce travail, on s'est interesse au comportement mecanique de materiaux composites de type carbone-carbone (cc) utilises dans des applications de freinage pour vehicules lourds. On s'est focalise sur le comportement de ces materiaux au voisinage immediat de la surface de frottement, a la mise en evidence et la mesure de l'epaisseur d'une zone endommagee. La sollicitation de freinage est tres complexe: elle couple a la sollicitation mecanique moyenne d'intensite faible (compression des disques), des contraintes locales tres elevees allant jusqu'a la rupture (usure), un champ de temperature tres eleve au contact, ainsi que de nombreux phenomenes physico-chimiques (oxydation, etc. ). Cette complexite nous a conduit a etudier a la fois les principales methodes de mesure d'endommagement, et a mettre au point des techniques non standards permettant d'acceder aux informations recherchees. Les mesures physiques qui ont ete utilisees dans cette etude sont: la propagation d'ondes ultrasonores, l'imagerie par rayons x, par microscopie, en transmission et a balayage. Ces mesures nous ont permis de constater que l'endommagement resultant des sollicitations de freinage n'avait pas diffuse sur une zone de bord importante et ne pouvait se localiser que dans un domaine tres etroit et en general de dimension inferieure au seuil de detection habituel de ces techniques. En outre, la grande porosite et la forte heterogeneite des cc ne permettent pas d'utiliser des techniques de mesure trop locales, comme la nanoindentation par exemple. Aussi avons-nous developpe une technique d'essai de compression non standard, que nous avons entierement valide, sensible a des variations de rigidite de bord, et avons utilise des essais de mesoindentation en surface et dans l'epaisseur des disques de freinage afin d'evaluer les endommagements subis. Nous avons alors mis en evidence, pour la premiere fois a notre connaissance, une zone de subsurface d'un cc a fibres aleatoires atteinte par un niveau d'endommagement provenant de sollicitations de freinage, a la fois par une mesure semi-classique comme la mesodurete, et par une mesure originale, delicate a utiliser, la compression-flexion a rotule. La zone endommagee ainsi mesuree est d'une profondeur de 0,35 mm et le niveau d'endommagement en surface atteint la valeur de d=0,2

  • Titre traduit

    Carbon-carbon composite materials and breaking: study of the damaged zone near the fretting surface


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Informations

  • Détails : 179 P.
  • Annexes : 128 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : H 503.000,1996
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