Caracterisation mecanique et ultrasonore de structures collees cas des assemblages verre/epoxy

by PIERRE FRAISSE

Doctoral thesis in Sciences appliquées

Under the supervision of André Zarembowitch.

defended on 1991

in Paris 6 .

  • Alternative Title

    Ultrasonic and mechanical characterization of bonded joints case of glass/epoxy adhesive bonds


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  • Abstract

    Face au developpement rapide de la technologie des adhesifs, et aux problemes theoriques et pratiques souleves par l'elaboration des joints colles, il est necessaire pour leur integration dans l'industrie de mettre au point des methodes fiables d'evaluation de leurs proprietes mecaniques. Cette discipline recouvre deux aspects essentiels: l'etude de leur comportement pendant et apres la polymerisation, et celle de leurs proprietes ultimes. En s'interessant plus particulierement aux assemblages verre/epoxy, on etudie ces aspects en employant d'une part les methodes ultrasonores et d'autre part une approche par la mecanique de la rupture. Un joint adhesif est par nature un objet confine et de faible rigidite devant les pieces qu'il assemble. Sous certaines hypotheses que l'on discute dans ce travail, on montre que son comportement mecanique peut etre modelise par deux lois de comportement surfaciques monodimensionnelles, l'une en elongation, l'autre en cisaillement. Introduite en termes de fonction de transfert d'interface dans les equations de propagation d'une onde ultrasonore dans un materiau multicouche, cette modelisation permet une description quantitative, coherente avec les observations sur le materiau massif, de la polymerisation d'un joint epoxydique d'epaisseur negligeable devant la longueur d'onde (quelques microns). Pour ce systeme, aucun effet de confinement n'a ete observe par cette approche. Les memes experiences ont ete menees sur un joint cyanoacrylate. Apres avoir propose une eprouvette de rupture originale dont on optimise la geometrie pour eviter la fracture du verre, on utilise cette meme formulation pour calculer la repartition des contraintes (analyse de goland et reissner), et les parametres de rupture j#i et j#i#i. On montre alors que dans le cas elastique, cette resolution est en bon accord avec l'approche classique fondee sur la theorie des poutres, ainsi qu'avec les methodes aux elements finis. Lorsque la jonction seule est soumise a un chargement non elastique, on montre que les expressions generales de j#i et j#i#i demeurent valables. Enfin, une campagne d'experiences a permis de calculer des energies de rupture de l'interface verre/epoxy, mais aussi d'autres systemes, montrant que d'une maniere tres generale, ces energies de rupture sont d'autant plus elevees que la composante en mode ii est importante

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Informations

  • Annexes : 95 REF

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  • Library : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Available for PEB
  • Odds : PMC RT P6 1991
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