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Thèse soutenue

Contraintes hygrothermiques dans les matériaux composites stratifiés : modélisation et mise en évidence expérimentale

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Auteur / Autrice : Denis Paul
Direction : Alain Vautrin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux polymères et composites
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Saint-Etienne

Résumé

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L'objectif de ce travail est de contribuer à une conception mieux fondée des structures en composites. Il concerne plus spécifiquement l'analyse des contraintes internes hygrothermiques dans les matériaux composites à matrice polymère. Un outil d'aide à la conception, reposant sur une méthode analytique dans le domaine thermoélastique, est développé pour l'évaluation des champs de contraintes internes dans les cylindres stratifiés, sans limitation d'épaisseur, en régimes hygrothermiques permanents et transitoires. Certaines configurations d'étude présentées font état de niveaux de contraintes théoriques élevés, c'est-à-dire proches des résistances de pli. Suite à une méthodologie d'essais clairement définie, une description du comportement en fluage d'un composite fibres de carbone / résine cyanate en fonction de la température et de la contrainte a été réalisée à partir d'un modèle viscoélastique-viscoplastique. Aucune équivalence temps-température n'a pu être mise en évidence sur les déformations visqueuses totales du matériau et des déformations permanentes significatives ont été enregistrées à la fin des essais. Les phases de mises en charge des éprouvettes ont été utilisées pour l'identification des paramètres de ce modèle aux températures de 20°C, 50°C et 80°C. L'utilisation d'unidirectionnels hors-axes à 10°, 45° et 90° puis de stratifiés croisés 45s et 60s a permis de montrer expérimentalement une influence des contraintes hygrothermiques sur les déformations visqueuses du matériau