Identification des propriétés mécaniques à partir de mesures de champs dans un matériau multi-phasé

par Karen Triconnet

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Didier Baptiste.

Soutenue en 2007

à Paris, ENSAM .


  • Résumé

    Dans le cas des matrices polymères à fibres, les efforts sont transférées de la matrice aux renforts par une zone tridimensionnelle appelée interphase. Ses propriétés résultent des interactions physico-chimiques des composants. Deux difficultés se produisent : tout d'abord, la nécessité d'étudier l'interphase une fois que le composite est fabriqué et en second lieu, sa taille qui varie d'un nanomètre à quelques micromètres. Cette étude a pour but de mettre au point un protocole de caractérisation des propriétés mécaniques d'une interphase d'un microcomposite. Les champs de déformations, obtenus par dérivation numérique des champs de déplacements expérimentaux, sont traités par une approche inverse, telle que la méthode des champs virtuels, pour permettre l'identification des rigidités du matériau composant l'interphase. Deux techniques expérimentales ont été mises en place pour mesurer le champ de déplacement dans l'interphase pendant un essai de traction : une adaptation du moiré interférométrique (résolution spatiale micrométrique) et la corrélation d'images numériques avec un microscope à grande distance frontale (analyse subpixel). Une comparaison est faite entre ces deux techniques pour cette étude. Le champ des déformations est analysé par la méthode des champs virtuels afin de déterminer les paramètres régissant la loi du comportement de l'interphase.

  • Titre traduit

    Mechanical properties identification from full-field measurement in a multi-phase material


  • Résumé

    In fiber reinforced polymeric matrix, stresses are transferred from the matrix to the reinforcement through a 3D zone called interphase. Its properties result from the physicochemical interactions of components. Two difficulties arise: first, the need to study the interphase once the composite is manufactured and second, its size that varies from a nanometer to few micrometers. The study aims at developing a mechanical properties characterization technique of a microcomposite interphase. Strain fields, given by a numerical derivation from displacement fields, are computed by the virtual fields method in order to identify the rigidities of the interphase material. Two experimental techniques have been developed to measure the displacement field in the interphase during a tensile test: the adaptation of the moiré interferometry with a phase stepping method (micrometer spatial resolution) and the digital image correlation with a far-field microscope (subpixel analysis). A comparison is made between these two techniques applied on this study. The strain field is analyzed through the virtual fields method to determine the parameters governing the interphase constitutive law.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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