Comportement en milieu oxydant d'un composite carbone/carbone pour applications structurales entre 150 et 400°c dans l'aéronautique civile PDF Download
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Book Description
L'utilisation d'un composite Carbone/Carbone 2D est envisagée pour des pièces de structure, travaillant entre 150 et 400°C, dans l'aéronautique civile. Dans ce domaine de température, la durabilité de ces matériaux n'est pas connue car ils n'ont jamais été développés pour de telles applications. Une première approche a permis de corréler la réactivité chimique des constituants élémentaires (fibres et matrices) à leur état d'organisation structurale. Les vieillissements réalisés sur matériau composite ont ensuite mis en évidence qu'un faible taux d'oxydation pouvait conduire à un abaissement significatif des propriétés mécaniques résiduelles. Les fissures et les décohésions consécutives au procédé d'élaboration conduisent à une oxydation préférentielle du composé le plus réactif et à la ruine prématurée du composite par délaminage. L'évolution des propriétés de ce matériau sur de longues durées est finalement discutée afin d'évaluer sa capacité à remplacer les matériaux métalliques dans des pièces aéronautiques.
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L'utilisation d'un composite Carbone/Carbone 2D est envisagée pour des pièces de structure, travaillant entre 150 et 400°C, dans l'aéronautique civile. Dans ce domaine de température, la durabilité de ces matériaux n'est pas connue car ils n'ont jamais été développés pour de telles applications. Une première approche a permis de corréler la réactivité chimique des constituants élémentaires (fibres et matrices) à leur état d'organisation structurale. Les vieillissements réalisés sur matériau composite ont ensuite mis en évidence qu'un faible taux d'oxydation pouvait conduire à un abaissement significatif des propriétés mécaniques résiduelles. Les fissures et les décohésions consécutives au procédé d'élaboration conduisent à une oxydation préférentielle du composé le plus réactif et à la ruine prématurée du composite par délaminage. L'évolution des propriétés de ce matériau sur de longues durées est finalement discutée afin d'évaluer sa capacité à remplacer les matériaux métalliques dans des pièces aéronautiques.
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LA DUREE DE VIE DES COMPOSITES C/C EST CONDITIONNEE, DANS DE NOMBREUSES APPLICATIONS, PAR LA NATURE DE L'ENVIRONNEMENT OXYDANT RENCONTRE. LEUR OXYDATION A D'ABORD ETE CARACTERISEE SUR LE PLAN PHYSICO-CHIMIQUE EN FONCTION DES CONDITIONS D'OXYDATION (TEMPERATURE, HUMIDITE ET PRESENCE DE CATALYSEUR TEL QUE LE CARBONATE DE POTASSIUM). PUIS LES PERTES DE PROPRIETES MECANIQUES ONT ETE QUANTIFIEES ET CORRELEES AUX CONDITIONS D'OXYDATION. EN ABSENCE DE CATALYSEUR, LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES CHUTENT DES LES PREMIERS POURCENTS D'OXYDATION SUITE A L'ATTAQUE PREFERENTIELLE DE LA ZONE INTERFACIALE FIBRE/MATRICE. LA PRESENCE DE K#2CO#3 ENTRAINE UNE AUGMENTATION DE LA VITESSE D'OXYDATION MAIS UNE CHUTE MOINDRE DES PROPRIETES MECANIQUES A ISO-TAUX D'OXYDATION SUITE A UNE OXYDATION LOCALISEE PLUS EN SURFACE. LA PRESENCE D'HUMIDITE NE FAIT QUE RENFORCER L'ACTION DU CATALYSEUR
Author: Marc Chapuis Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 263
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LES CARACTERISTIQUES D'AMORTISSEMENT DE STRATIFIES COMPOSES DE COUCHES UNIDIRECTIONNELLES CARBONE-EPOXYDE SOUMIS A DES SOLLICITATIONS CYCLIQUES SONT ETUDIEES EN LIAISON AVEC LES CARACTERISTIQUES DES CONSTITUANTS. LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DANS LE DOMAINE LINEAIRE EST EFFECTUEE A PARTIR DE LA THEORIE DES MODULES COMPLEXES CONSIDEREE SOUS L'ASPECT ENERGETIQUE. DANS CE BUT, L'ENERGIE EST DEFINIE SOUS FORME COMPLEXE, DE MANIERE ANALOGUE A L'ENERGIE REACTIVE EN ELECTRICITE. L'AMORTISSEMENT DANS LE DOMAINE NON LINEAIRE EST CORRELE AVEC DES MESURS DE DEFORMATIONS RESIDUELLES SELON UN MODELE ELASTO-VISCOPLASTIQUE. DES APPLICATIONS AU CALCUL DES STRUCTURES, NOTAMMENT EN ROBOTIQUE SOUPLE, SONT PRESENTEES
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Les performances thermomécaniques des composites carbone/carbone permettent leur utilisation thermostructurale. Afin de dimensionner correctement les structures, il est nécessaire de connaître le comportement mécanique du composite sous des sollicitations multiaxiales. Un appareillage spécifique de sollicitations multiaxiales de type traction-cisaillement a été conçu et réalisé lors de ce travail. On a déterminé le comportement mécanique et les différents mécanismes d'endommagement de traction ou de compression dans les axes et hors axes d'orthotropie du matériau. Le modèle utilisé pour rendre compte de cet endommagement est fondé sur la mécanique des milieux continus endommageables, les déformations anélastiques induites par l'endommagement étant traitées par la théorie de la plasticité. Les observations au microscope des modes d'endommagement de la matrice conduisent à la formulation d'hypothèses simplificatrices physiquement acceptables. Le modèle a été identifié à l'aide des essais de traction et de compression dans les axes de symétrie du matériau. Les essais de traction/cisaillement ont permis de compléter l'étude du comportement du matériau et de valider la loi de comportement mécanique sous sollicitations multiaxiales proposée.
Author: Xavier Bertran
Author: Xavier Bertran
Author: Emmanuel Duvivier
Author: Marc Chapuis
Author: Jérôme Pailhes