Étude de l'endommagement d'un composite unidirectionnel fibres de verre/matrice époxyde

Damage mechanisms of an unidirectional glass fiber reinforced composite

• Auteur / Autrice : Shan Jin Wang
• Direction : Didier Baptiste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et matériaux
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés mécaniques

Composites

Mots clés libres

Epoxyde

Traction monotone

Fibre de verre

Résumé

Une étude a été menée sur l'endommagement d'un composite unidirectionnel fibres de verre/matrice époxyde, en traction monotone et en fatigue de traction ondulée. En traction monotone, l'endommagement dans le composite se fait essentiellement par rupture de fibres, suivies de délaminages. En fatigue de traction ondulée, deux différents processus d'endommagement existent. À forts niveaux de chargement applique, l'endommagement est caractérisé par rupture de fibres. Par contre, à faibles niveaux de chargement appliqué, un autre mécanisme d'endommagement associé aux ruptures d'interfaces devient prépondérant. Pour décrire les mécanismes d'endommagement à une échelle microscopique, nous avons proposé d'une part un modèle analytique qui permet de déterminer l'effet de la contrainte de cisaillement crée par la rupture des fibres, et d'autre part un modèle de calcul par la méthode des éléments finis, qui permet de montrer la compétition entre deux types de concentrations de contraintes, et ainsi de mettre en évidence l'effet de la fraction volumique locale de fibres sur la séquence d'endommagement. Nous avons également mis en évidence l'effet des défauts d'alignement de fibres dans les mécanismes d'endommagement. Nous avons pu montrer que la rupture de fibres se fait dans les faisceaux de fibres relativement bien alignes sous l'effet de tension, et la rupture interfacique se fait dans les faisceaux de fibres mal alignes sous l'effet de cisaillement.