Elaboration d'un modèle viscoélastique et son application au comportement d'un polypropylène sous sollicitations mécaniques complexes et physico-chimiques

Elaboration of a viscoelastic model and its application on the behavior of polypropylene under multiaxial mechanical and physicochemical solicitations

• Auteur / Autrice : Iryna Yakimets-Pilot
• Direction : Dawei Lai, Michèle Guigon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fissuration

Fragilisation

Matériaux

Photoélasticité

Simulation par ordinateur

Déformations (mécanique)

Matériaux viscoélastiques

Propriétés mécaniques

Polypropylène

Mots clés libres

Modèle viscoélastique

Photo-oxydation

Vieillissement chimique

Résumé

Ce travail s'articule autour d'un modèle viscoélastique développé pour un polymère semi-cristallin dans le domaine des faibles déformations. Ce modèle issu d'une approche rhéologique, contient trois branches associées à la phase cristalline, à la phase amorphe liée (définie comme interphase) et à la phase amorphe libre. Un mécanisme particulier de déformation des deux phases amorphes a été intégré dans ce modèle qui reproduit avec satisfaction l'évolution de la viscoélasticité sous diverses sollicitations. Dans cette étude, le polypropylène a été utilisé comme matériau-modèle. Ce modèle viscoélastique a été ensuite généralisé en 3D pour prédire le comportement sous sollicitations mécaniques complexes de type traction-compression-torsion proportionnelles et non proportionnelles. Le comportement mécanique après sollicitations physico-chimiques dues au vieillissement par photo-oxydation a été également analysé grâce à ce modèle.

This work is devoted to a viscoelastic model developed for a semi-crystalline polymer with small strains. This model is based on a rheological approach and contains one spring, which is associated with the crystalline phase, and two Maxwell elements, which are associated with the amorphous phase with reduced mobility (interphase) and the free amorphous phase. A particular mechanism of de formation of two amorphous phases was integrated in this model, which satisfactory simulates the evolution of the viscoelasticity under various solicitations. The polypropylene was used in this study like a model-material. This viscoelastic model was then generalized in 3D for modelling the behaviour under complex mechanical solicitations: particularly proportional and no proportional traction-compression-torsion tests were simulated. The mechanical behaviour under physicochemical solicitations of photo-oxidation ageing type was also analysed thanks to this model.