Etude théorique et expérimentale du comportement, de l'endommagement et de la rupture des assemblages collés

par Geng Kai Hu

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dominique François.

Soutenue en 1991

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , en partenariat avec Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021) (laboratoire) .

mots clés

• Joint collé
• Modélisation mécanique
• Rice Cherepanov
• Rupture, Mécanique de la
• Assemblages collés

Résumé

L’objectif du travail est le développement d'une méthode de prévision du comportement mécanique et de la rupture d'un joint colle avec un adhésif époxy modifié par des ajouts d'élastomère, en prenant compte l'influence de la contrainte hydrostatique et le comportement viscoplastique de cet adhésif. On cherche d'abord à déterminer la loi de comportement de l'adhésif. Ensuite la distribution des contraintes et déformations est calculée pour des joints à simple recouvrement et des joints colles bout à bout. Les résultats des calculs sont en bon accord avec les mesures expérimentales. Il subsiste toutefois un certain écart pour les joints colles bout à bout. Pour préciser les raisons de cette anomalie, les contraintes résiduelles sont calculées. On trouve qu'elles sont faibles. Il faut alors sans doute prendre en compte l'endommagement des joints. Les processus d'endommagement de l'adhésif ont été déterminés par des observations faites au microscope électronique à balayage sur des éprouvettes sollicitées in situ. Un modèle micromécanique permet d'introduire cet endommagement dans la loi de comportement de l'adhésif. Des observations in situ montrent que les endommagements aboutissent à la création d'une macrofissure aux extrémités des joints à simple recouvrement. Ces observations suggèrent l'utilisation d'un critère fondé sur l'intégrale J de Rice Cherepanov pour évaluer la résistance à la fissuration. Un calcul analytique approche, permet d'exprimer cette intégrale en fonction de la densité de déformation maximale dans l'adhésif. Un critère de valeur critique de cette intégrale permet de rendre compte correctement des résultats expérimentaux

Titre traduit

Theoretical and experimental study of mechanical, damage and fracture properties of adhesive joints

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