Étude analytique et numérique de l'endommagement interfacial de composites Al/SiCp

par Lahouari Benabou

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Moussa Naït-Abdelaziz.

Soutenue en 2002

à Lille 1 .


  • Résumé

    La tenue mécanique des composites est conditionnée, pour une part significative, par la qualité des interfaces. Les jonctions entre constituants peuvent sous certaines sollicitations voir leurs propriétés se dégrader et ne plus assurer, par conséquent, leur rôle de liant. Nous proposons dans notre étude différentes modélisations de l'endommagement interfacial et différents moyens de prédire la réponse macroscopique de composites particulaires de type Al/SiCp. D'abord, nous introduisons dans le modèle macromécanique de Mori-Tanaka une approche statistique de type Weibull afin de reproduire la rupture des interfaces. La nature anisotrope de cet endommagement est prise en compte par l'utilisation du concepte de "renfort anisotrope équivalent" permettant de simuler la dégradation des propriétés interfaciales selon la direction de décohésion. En utilisant cette même approche de Weibull, des simulations similaires sont réalisées dans le contexte de la méthode des éléments finis. Puis, une interface spécifique, modélisée comme un milieu élastique d'épaisseur évanescente, est introduite dans le code éléments finis Ansys. Ses propriétés évoluent au cours du chargement selon une loi d'endommagement inspirée du cadre de la thermodynamique. Un autre critère de type Coulomb, consistant à casser les éléments interfaciaux chargés au delà d'une résistance critique donnée, est aussi implantée dans le code éléments finis. Enfin, des outils de la mécanique de la rupture sont appliqués pour traiter le problème de décohésion interfaciale sous l'angle de la fissuration. La méthode établie permet d'estimer le taux de restitution d'énergie d'une fissure curviligne présente dans l'interface imparfaite. L'influence de différents paramètres microstructuraux est analysée et permet de mieux comprendre l'initiation et la croissance des fissures interfaciales.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (128 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 123-128

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2002-207
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