Comportement mécanique en température du pli élémentaire d'un stratifié carbone/epoxy

par Nadia Bahlouli

Thèse de doctorat en Mécanique, génie mécanique, génie civil

Sous la direction de Olivier Allix.

Soutenue en 1994

à Cachan, Ecole normale supérieure .

mots clés

• Materiau stratifie
• Fibre carbone
• Epoxyde resine
• Endommagement
• Effet temperature
• Thermoelasticite
• Materiau composite
• Stratified material
• Carbon fiber
• Epoxy resin
• Damaging
• Temperature effect
• Thermoelasticity
• Composite material
• Stratifiés
• Composites à fibres de carbone

Résumé

Ce travail propose une extension, a des températures variant de 120c a +120c, des modèles d'endommagement des composites développes par p. Ladeveze. Ce modèle est développé pour les composites stratifies carbone/époxy, objet de notre étude, a l'échelle du pli élémentaire. Les applications visées concernent l'utilisation de ces matériaux pour garnir les panneaux de satellite géostationnaire. Outre des sollicitations mécaniques, ces structures sont alors soumises au cours de leur vie orbitale à un cyclage thermique. Par rapport aux études antérieures concernant le comportement en température et qui permettent de traiter des stratifies de type 0,90, on s'intéresse ici a la description du comportement en température de n'importe quel type de stratifie. Une première extension des modèles en temperature a été d'introduire les contraintes d'origine thermique et l'évolution des caractéristiques élastiques en fonction de la température. Pour utiliser les résultats de la littérature, une comparaison entre la densité de microfissures issues de modèles micromécaniques et les variables de type perte de rigidité provenant de modèle développé a l'échelle méso qui est celle du pli élémentaire est effectuée. Elle ne permet pas d'obtenir d'informations suffisamment précises mais laisse supposer que d'autres couplages thermomécaniques interviennent. L'identification complète du modèle d'endommagement avec couplages thermomécaniques a été réalisée en adaptant en température la méthodologie expérimentale d'essais mise au point lors de précédentes études menées au LMT sur ce modèle. Ces essais ont été réalisés au CNES-Toulouse et ont nécessité différents empilements (0#8, 0,90#2#s, 45#2#s, 67,5#2#s) testés à différentes températures (120c, 60c, 20c, 20c, 60c, 80c, 120c). Les résultats des essais et de l'identification montrent qu'une adaptation simple du modèle propose pour la température ambiante donne une description satisfaisante du comportement mécanique en température du pli élémentaire des stratifies carbone/époxy

Titre traduit

Mechanical behavior of carbone/epoxy laminate under thermal loading

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