Contribution a l'etude du decollement interfacial et des proprietes thermiques de composites unidirectionnels ; applications

par CHRISTOPHE DISDIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Joseph Pastor.

Soutenue en 1997

à Chambéry .

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  • Résumé

    La premiere partie de ce memoire traite de l'endommagement des composites unidirectionnels charges dans le plan perpendiculaire a l'axe des fibres. L'interaction entre fibre et matrice est traitee comme un probleme de contact unilateral dont la loi de contact est donnee par le critere de tresca tronque en traction combine au principe du travail maximum de hill. La formulation variationnelle de ce probleme de contact aboutit a un probleme de programmation mathematique dont la fonctionnelle quadratique represente l'energie totale dissipee. Nous donnons ainsi une premiere approche de l'endommagement d'un unidirectionnel par fissuration a l'interface fibre-matrice, apres avoir controle au prealable les valeurs des caracteristiques homogeneisees du composite dans le domaine elastique. La deuxieme partie a ete proposee par le cern en collaboration avec le laboratoire materiaux composites. Le cern realise actuellement le projet d'accelerateur de particules lhc qui permettra d'atteindre dans un anneau de 27km de circonference une energie de 1 tev. Pour cela, les ingenieurs feront appel a des aimants supraconducteurs pour maintenir les particules sur leur trajectoire. L'objet de cette collaboration a ete l'optimisation du systeme de support de la masse froide a l'interieur du cryostat. L'utilisation des composites est justifiee par leurs proprietes physiques qui permettent de respecter les contraintes d'alignement mais egalement les contraintes d'origines thermiques. Nous presentons les essais experimentaux effectues sur les differents prototypes ainsi que l'etude du comportement thermoelastique des supports a l'aide du code d'elements finis mef-mosaic. Grace aux outils d'homogeneisation, nous avons realise les etudes thermoelastiques des supports des aimants supraconducteurs en determinant au prealable les caracteristiques homogeneisees des stratifies utilises, la temperature variant de 1 a 300 k sur les 300 mm de hauteur du support


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Informations

  • Détails : 198 P.
  • Annexes : 63 REF.

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