Simulation numerique de l'indentation et de la rayure des verres organiques

par JEAN-LUC BUCAILLE

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Éric Felder.

Soutenue en 2001

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    L'interpretation mecanique des essais d'indentation et de rayure est tres complexe. La comprehension est encore plus delicate lorsque ces essais sont realises d'une part sur des polymeres, materiaux dont le comportement est complexe, et d'autre part, a l'echelle du micrometre pour caracteriser des couches minces (vernis). La simulation numerique de ces essais permet de mieux les analyser et d'avoir acces a des informations impossibles a mesurer par d'autres moyens d'essais (traction, compression,. . . ). Notre etude porte sur des polymeres thermoplastiques et thermodurcissables renforces (vernis) ou non par des nanoparticules. La composante elastique est modelisee par le module d'young, la viscoplasticite par une loi de g'sell jonas, avec un ecrouissage exponentiel. Les parametres de cette loi sont determines par une methode d'analyse inverse basee sur les courbes force penetration obtenues par les essais de nano-indentation avec deux indenteurs et les simulations avec forge2. Les thermodurcissables se differencient des thermoplastiques par des coefficients d'ecrouissage eleves. Les simulations avec forge3 de la rayure sur ces polymeres avec deux indenteurs montrent des comportements semblables aux comportements experimentaux : labourage avec une composante de deformation elastique importante pour les thermodurcissables, conduisant a la formation de depression au contact de l'indenteur. Nous avons mis en evidence qu'un materiau avec un fort ecrouissage a une durete tres elevee et des endommagements tres faibles, ce qui est verifie experimentalement et explique les performances de resistance a la rayure des vernis.

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Informations

  • Détails : 237 p.
  • Annexes : 76 ref.

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