Etudes par photoelasticimetrie de composites modeles soumis a des efforts de traction et de compression

par MARC ANDRIEUX

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de P. SIXOU.

Soutenue en 1994

à Nice .

mots clés

Résumé

Les proprietes mecaniques des composites a renfort fibreux dependent non seulement des constituants, mais aussi, pour une large part, de l'interface fibre-matrice. Sa capacite a transferer la charge appliquee de l'un des constituants a l'autre est alors un facteur important. Le transfert de charge est en effet responsable de la redistribution des contraintes autour des defauts comme les fibres rompues: il conditionne donc le developpement ulterieur de l'endommagement du composite et la destruction du materiau. Plusieurs tests micromecaniques ont ete developpes afin d'acceder a certaines grandeurs caracteristiques du transfert de charge comme la contrainte ultime de cisaillement a l'interface ou la contrainte moyenne de cisaillement. Neanmoins ces tests fournissent une description incomplete du transfert de charge a l'interface, qu'il est alors difficile de modeliser. Le comportement de l'interface fibre-matrice d'un composite est tres different si l'on se place dans le cas de la traction ou de la compression. Si le comportement en traction du composite unidirectionnel est lie a celui des fibres, en revanche les mecanismes de rupture en compression sont mal definis. L'objectif de ce travail etait donc d'etudier les deformations de la matrice par photoelasticite ou une polarisation dielectrique liee a l'etat de contrainte engendre par les sollicitations exterieures apparait, permettant de caracteriser la redistribution des contraintes autour de defauts comme une rupture de la fibre. Ceci a ete realise dans les deux cas de sollicitation en traction et compression d'eprouvettes modeles (fibre de carbone t300). Nous avons regarde plus particulierement le phenomene de microflambage de la fibre en compression, analyse du champ de contraintes local dans la matrice, ainsi que ses consequences sur la cinetique de rupture de la fibre. Une simulation numerique des images photoelastique a ete elaboree recreant le champ de contraintes dans la matrice

Titre traduit

Photoelastic analysis in carbon fibre model composites under axial compressive or traction stresses

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