Etude des phenomenes de fatigue sous sollicitation uni-axiale d'un composite a matrice ceramique PDF Download
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Author: BERNARD LORRAIN Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 216
Book Description
DES ESSAIS DE FATIGUE ONT ETE MENES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR UN MATERIAU COMPOSITE A MATRICE CERAMIQUE (C-SIC) ORIGINELLEMENT FISSURE. UNE ACQUISITION A SEUIL A ETE MISE EN PLACE POUR RENDRE COMPTE DE L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT EN TEMPS REEL, AINSI QU'UNE PROCEDURE D'ESSAI SPECIFIQUE: MISE EN COMPRESSION POUR CALCULER LE MODULE INITIAL, FATIGUE UNI-AXIALE A DIVERS NIVEAUX DE TRACTION ET COMPRESSION, RUPTURE DES EPROUVETTES PAR ESSAI MONOTONE DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT APRES FATIGUE POUR ESTIMER LA TENUE RESIDUELLE DU MATERIAU. LE COMPORTEMENT DU MATERIAU A ETE MODELISE EN STATIQUE A PARTIR D'ESSAIS DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT. L'INFLUENCE DES FACTEURS MECANIQUES QUE SONT LE RAPPORT DE CONTRAINTE ET LE NIVEAU DE SOLLICITATION A ETE MISE EN EVIDENCE. LE MATERIAU A MONTRE UNE FORTE SENSIBILITE AUX CONTRAINTES DE COMPRESSION ELEVEES, LA DEGRADATION TOTALE APPARAISSANT RAPIDEMENT. L'EFFET DES FACTEURS CONSTITUTIFS DU MATERIAU TELS LE TISSAGE ET LA DENSITE AINSI QUE L'EFFET DE LA LONGUEUR DES EPROUVETTES ONT ETE ABORDES SOUS UN CHARGEMENT DE FATIGUE TYPE DETERMINE AU PREALABLE. LE COMPORTEMENT GLOBAL DU MATERIAU EST LE MEME POUR LES DIFFERENTES EPROUVETTES TESTEES. LE MATERIAU A UN COMPORTEMENT NON LINEAIRE LORS DE LA PREMIERE MISE EN CHARGE, CE QUI TRADUIT UNE EVOLUTION CONTINUE DE L'ENDOMMAGEMENT DU A LA FISSURATION MATRICIELLE. LA REPONSE DU MATERIAU DEVIENT LINEAIRE A LA DECHARGE ET DES DEFORMATIONS PERMANENTES FAIBLES SONT CONSTATEES. LES BOUCLES D'HYSTERESIS SONT ETROITES ET SYMETRIQUES, AUTORISANT LE CALCUL D'UN MODULE ELASTIQUE INSTANTANE QUI A ETE UTILISE COMME TRACEUR D'ENDOMMAGEMENT. LA STABILISATION DE CE MODULE SE FAIT RAPIDEMENT. EN EFFET LA MAJEURE PARTIE DE L'ENDOMMAGEMENT APPARAIT LORS DU PREMIER CYCLE ET EVOLUE TRES PEU PAR LA SUITE. L'EFFET DE LA FATIGUE TRANSPARAIT NEANMOINS SUR LES DEFORMATIONS PERMANENTES QUI AUGMENTENT DURANT L'ESSAI. LE MATERIAU REPREND LE MEME MODE D'ENDOMMAGEMENT PAR FISSURATION MATRICIELLE LORS DE L'ESSAI DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT JUSQU'A RUPTURE.
Author: BERNARD LORRAIN Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 216
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DES ESSAIS DE FATIGUE ONT ETE MENES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR UN MATERIAU COMPOSITE A MATRICE CERAMIQUE (C-SIC) ORIGINELLEMENT FISSURE. UNE ACQUISITION A SEUIL A ETE MISE EN PLACE POUR RENDRE COMPTE DE L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT EN TEMPS REEL, AINSI QU'UNE PROCEDURE D'ESSAI SPECIFIQUE: MISE EN COMPRESSION POUR CALCULER LE MODULE INITIAL, FATIGUE UNI-AXIALE A DIVERS NIVEAUX DE TRACTION ET COMPRESSION, RUPTURE DES EPROUVETTES PAR ESSAI MONOTONE DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT APRES FATIGUE POUR ESTIMER LA TENUE RESIDUELLE DU MATERIAU. LE COMPORTEMENT DU MATERIAU A ETE MODELISE EN STATIQUE A PARTIR D'ESSAIS DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT. L'INFLUENCE DES FACTEURS MECANIQUES QUE SONT LE RAPPORT DE CONTRAINTE ET LE NIVEAU DE SOLLICITATION A ETE MISE EN EVIDENCE. LE MATERIAU A MONTRE UNE FORTE SENSIBILITE AUX CONTRAINTES DE COMPRESSION ELEVEES, LA DEGRADATION TOTALE APPARAISSANT RAPIDEMENT. L'EFFET DES FACTEURS CONSTITUTIFS DU MATERIAU TELS LE TISSAGE ET LA DENSITE AINSI QUE L'EFFET DE LA LONGUEUR DES EPROUVETTES ONT ETE ABORDES SOUS UN CHARGEMENT DE FATIGUE TYPE DETERMINE AU PREALABLE. LE COMPORTEMENT GLOBAL DU MATERIAU EST LE MEME POUR LES DIFFERENTES EPROUVETTES TESTEES. LE MATERIAU A UN COMPORTEMENT NON LINEAIRE LORS DE LA PREMIERE MISE EN CHARGE, CE QUI TRADUIT UNE EVOLUTION CONTINUE DE L'ENDOMMAGEMENT DU A LA FISSURATION MATRICIELLE. LA REPONSE DU MATERIAU DEVIENT LINEAIRE A LA DECHARGE ET DES DEFORMATIONS PERMANENTES FAIBLES SONT CONSTATEES. LES BOUCLES D'HYSTERESIS SONT ETROITES ET SYMETRIQUES, AUTORISANT LE CALCUL D'UN MODULE ELASTIQUE INSTANTANE QUI A ETE UTILISE COMME TRACEUR D'ENDOMMAGEMENT. LA STABILISATION DE CE MODULE SE FAIT RAPIDEMENT. EN EFFET LA MAJEURE PARTIE DE L'ENDOMMAGEMENT APPARAIT LORS DU PREMIER CYCLE ET EVOLUE TRES PEU PAR LA SUITE. L'EFFET DE LA FATIGUE TRANSPARAIT NEANMOINS SUR LES DEFORMATIONS PERMANENTES QUI AUGMENTENT DURANT L'ESSAI. LE MATERIAU REPREND LE MEME MODE D'ENDOMMAGEMENT PAR FISSURATION MATRICIELLE LORS DE L'ESSAI DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT JUSQU'A RUPTURE.
Author: Bernard Lorrain Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 216
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Des essais de fatigue ont été menés à température ambiante sur un matériau composite à matrice céramique (C-SIC) originellement fissuré. Une ACQUISITION A SEUIL A ETE MISE EN PLACE POUR RENDRE COMPTE DE L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT EN TEMPS REEL, AINSI QU'UNE PROCEDURE D'ESSAI SPECIFIQUE: MISE EN COMPRESSION POUR CALCULER LE MODULE INITIAL, FATIGUE UNI-AXIALE A DIVERS NIVEAUX DE TRACTION ET COMPRESSION, RUPTURE DES EPROUVETTES PAR ESSAI MONOTONE DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT APRES FATIGUE POUR ESTIMER LA TENUE RESIDUELLE DU MATERIAU. LE COMPORTEMENT DU MATERIAU A ETE MODELISE EN STATIQUE A PARTIR D'ESSAIS DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT. L'INFLUENCE DES FACTEURS MECANIQUES QUE SONT LE RAPPORT DE CONTRAINTE ET LE NIVEAU DE SOLLICITATION A ETE MISE EN EVIDENCE. LE MATERIAU A MONTRE UNE FORTE SENSIBILITE AUX CONTRAINTES DE COMPRESSION ELEVEES, LA DEGRADATION TOTALE APPARAISSANT RAPIDEMENT. L'EFFET DES FACTEURS CONSTITUTIFS DU MATERIAU TELS LE TISSAGE ET LA DENSITE AINSI QUE L'EFFET DE LA LONGUEUR DES EPROUVETTES ONT ETE ABORDES SOUS UN CHARGEMENT DE FATIGUE TYPE DETERMINE AU PREALABLE. LE COMPORTEMENT GLOBAL DU MATERIAU EST LE MEME POUR LES DIFFERENTES EPROUVETTES TESTEES. LE MATERIAU A UN COMPORTEMENT NON LINEAIRE LORS DE LA PREMIERE MISE EN CHARGE, CE QUI TRADUIT UNE EVOLUTION CONTINUE DE L'ENDOMMAGEMENT DU A LA FISSURATION MATRICIELLE. LA REPONSE DU MATERIAU DEVIENT LINEAIRE A LA DECHARGE ET DES DEFORMATIONS PERMANENTES FAIBLES SONT CONSTATEES. LES BOUCLES D'HYSTERESIS SONT ETROITES ET SYMETRIQUES, AUTORISANT LE CALCUL D'UN MODULE ELASTIQUE INSTANTANE QUI A ETE UTILISE COMME TRACEUR D'ENDOMMAGEMENT. LA STABILISATION DE CE MODULE SE FAIT RAPIDEMENT. EN EFFET LA MAJEURE PARTIE DE L'ENDOMMAGEMENT APPARAIT LORS DU PREMIER CYCLE ET EVOLUE TRES PEU PAR LA SUITE. L'EFFET DE LA FATIGUE TRANSPARAIT NEANMOINS SUR LES DEFORMATIONS PERMANENTES QUI AUGMENTENT DURANT L'ESSAI. LE MATERIAU REPREND LE MEME MODE D'ENDOMMAGEMENT PAR FISSURATION MATRICIELLE LORS DE L'ESSAI DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT JUSQU'A RUPTURE
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Les propriétés originales des matériaux composites a matrice céramique, qui allient la stabilité des céramiques monolithiques a la non-fragilite des composites, en font des candidats privilégies pour les applications thermo structurales. Bien que mal connu a l'heure actuelle, leur comportement en fatigue est une donnée de première importance qu'il importe de déterminer. L'objectif de ce travail consiste a caractériser le comportement en fatigue d'un composite bidirectionnel a fibres et a matrice sic, et a identifier le mécanisme microstructural qui est a l'origine de la fatigue. Dans cette optique, le diagramme d'endurance a été établi en traction repetee et en flexion ondulée. La limite de fatigue ainsi mesurée est plus élevée que pour les matériaux classiques tels que les métaux, et des essais de fatigue cumulée ont permis d'améliorer la tenue en fatigue de ce matériau. L'étude de la fréquence d'essai a révèle une faible contribution de phénomènes dépendant uniquement du temps. Pour ce composite, l'hypothèse retenue pour expliquer l'effet de fatigue a température ambiante est la présence d'une érosion de la zone interfaciale, ce qui fournit un scénario théorique cohérent avec l'ensemble des observations expérimentales. Cependant, en vue d'une généralisation a un plus grand nombre de composites a matrice céramique ou vitrocéramique, la modélisation proposée devra être complétée en intégrant les effets qui sont lies a la structure du renfort fibreux et a la présence d'autres mécanismes d'endommagement tels que la propagation sous critique par corrosion sous contrainte
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LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE CERAMIQUE RENFORCEE PAR DES FIBRES CONTINUES SONT DEVELOPPES POUR DES APPLICATIONS THERMOSTRUCTURALES. L'ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE VISE D'UNE PART A PROPOSER DES METHODES FIABLES DE DETERMINATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI PERMETTENT L'EVALUATION DES DIFFERENTES NUANCES DU MATERIAU AU COURS DE SA PHASE DE DEVELOPPEMENT. D'AUTRE PART, ELLE A POUR OBJET LA COMPREHENSION DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT OU DE RUPTURE EN RELATION AVEC LA SOLLICITATION MECANIQUE. DANS CE MEMOIRE, NOUS AVONS PROCEDE PAR DES ESSAIS QUASI-STATIQUES EN TRACTION UNIAXIALE COUPLES A LA TECHNIQUE D'EMISSION ACOUSTIQUE POUR IDENTIFIER LES MICROMECANISMES D'ENDOMMAGEMENT ET LEUR SEQUENCE DE DECLENCHEMENT EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-MAS.L UNIDIRECTIONNEL ET BIDIRECTIONNEL A PLIS CROISES. LE DEVELOPPEMENT DE L'ENDOMMAGEMENT A ETE EVALUE PAR LE NOMBRE DE FISSURES MATRICIELLES TRANSVERSES DANS LES PLIS LONGITUDINAUX ET CORRELE A LA DECROISSANCE DU MODULE D'ELASTICITE LONGITUDINAL. ENSUITE, DANS LE CAS DU COMPOSITE UNIDIRECTIONNEL, L'ANALYSE DE CETTE MULTIFISSURATION A PERMIS L'ESTIMATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI DETERMINENT LE SEUIL D'ENDOMMAGEMENT DU MATERIAU ET SON EVOLUTION SOUS SOLLICITATION MECANIQUE. EN FATIGUE STATIQUE, L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT DANS LE COMPOSITE SIC-MAS.L (0/90), SUGGERE UNE SENSIBILITE DE LA MATRICE MAS.L A LA CORROSION SOUS-CONTRAINTE. LA COMPARAISON DE L'EVOLUTION DES PROPRIETES MECANIQUES AU COURS DES ESSAIS DE FATIGUE DYNAMIQUE A 1 HZ ET 10 HZ INDIQUE QUE L'EFFET DE FATIGUE DYNAMIQUE DANS CE COMPOSITE DEPEND PEU DE LA DUREE DE L'ESSAI. IL SERAIT PLUTOT DU A UNE MODIFICATION PROGRESSIVE DES PROPRIETES INTERFACIALES AU COURS DU CYCLAGE. DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-SIC 2D STANDARD, L'ETUDE DE LA RESISTANCE A LA PROPAGATION DE FISSURE SUR DES EPROUVETTES CT PERMET D'ACCEDER A DES VALEURS K#R FIABLES SEULEMENT POUR DES EPROUVETTES DE TAILLE W40 MM, DANS LE DOMAINE DE CROISSANCE SOUS CRITIQUE DE FISSURE
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La compréhension du comportement d'un composite à matrice céramique (CMC) lorsqu'il est sollicité en fatigue est l'un des points clés pour permettre son utilisation dans un cadre industriel. Il est en effet nécessaire de déterminer la chronologie des différents mécanismes d'endommagement ainsi que d'estimer la durée de vie en conditions d'utilisation. Il est alors nécessaire de réaliser une caractérisation mécanique mais aussi de définir des indicateurs d'endommagement permettant la prévision de durée de vie. Dans ce but, il est intéressant de coupler l'analyse des paramètres mécaniques et les observations microstructurales à des techniques de suivi en temps réel de l'endommagement. L'émission acoustique (EA) est une méthode de suivi non destructive qui permet de répondre à cette problématique. Elle permet notamment de quantifier et de localiser l'endommagement. Dans ce travail, de nouveaux indicateurs d'endommagement sont mis en place tels la "Sévérité" des signaux définie à partir de l'énergie acoustique ainsi que la "Sentry function" définie à partir de l'énergie acoustique et de l'énergie mécanique. Ce travail s'articule autour de deux principaux axes. Dans un premier temps il s'agit de caractériser les effets de la sollicitation cyclique sur ce type de matériau, ceci notamment en comparant l'évolution des paramètres mécaniques, les observations microstructurales ainsi que l'analyse de l'évolution globale de l'émission acoustique (EA) lorsque le matériau est soumis à un chargement statique et à un chargement cyclique. La seconde partie consiste à déterminer un scenario d'endommagement. Dans un premier temps, les signaux d'EA sont analysés en fonction de leur détection dans le cycle (charge/décharge). Ensuite la détermination de la signature acoustique des différents mécanismes d'endommagement par application de techniques de reconnaissance de formes supervisées a permis d'évaluer leur chronologie d'activation durant les essais de fatigue cyclique. Cette étude a permis de mettre en évidence un ensemble de mécanismes propres à la sollicitation cyclique, composé principalement de décohésion et de frottement aux interfaces fibre/matrice et matrice/matrice. De plus, l'utilisation de l'émission acoustique a permis de définir des temps caractéristiques ou critiques pouvant être utilisés dans un objectif de prévision de la durée de vie. En effet, par exemple la sévérité des signaux a permis de mettre en évidence un temps caractéristique situé entre 25 et 45% de la durée de vie du matériau. La détection en temps réel de ce temps caractéristique permet d'estimer la durée de vie restante.
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Le concept de fatigue mécanique au sens originel fait référence au niveau structural et opère donc sur les structures, c'est-à-dire dans le cadre de la Mécanique de la Rupture. Les modèles construits doivent donc réaliser leur identification sur une structure : changer la structure, change donc le modèle et donc l'identification du modèle. L'emploi d'une Mécanique qui traite toujours les problèmes d'endommagement mais dans un cadre plus local est donc forcément judicieux : la Mécanique de l'Endommagement est une bonne candidate. Les modèles de comportements endommageables construits dans ce cadre ne nécessitent qu'une unique identification à l'échelle du VER et sont utilisables dans n'importe quelle géométrie structurale. Cette voie a été évidemment prise depuis longtemps. Toutefois, on y rencontre souvent des incohérences. Par exemple, le compteur de cycles de la sollicitation appliquée à la structure se retrouve gouverner la loi d'évolution des phénomènes d'endommagement au niveau local. Pourtant, il n'y a aucune raison objective qui puisse justifier cela sans précaution, et c'est parfois parfaitement faux. Il s'agit dans cette étude de faire rentrer rigoureusement le concept de fatigue mécanique dans le cadre local de la Mécanique de l'Endommagement et de réaliser une approche locale de la fatigue. Le but ultime est de réaliser des calculs de structure sous sollicitations de fatigue avec la même exigence de validité que des calculs de structure sous sollicitations quasi-statiques.En tout premier lieu, la mise en évidence des carences de l'existant démontre qu'à l'heure actuelle rien ne permet de réaliser un calcul de structure en fatigue, utilisant la Mécanique de l'Endommagement, dans des conditions parfaitement satisfaisantes.C'est la raison pour laquelle, en second lieu, la notion de problème de fatigue est formalisée Cette formalisation est à la base d'un cadre que l'on estime propice à l'écriture d'une approche locale de la fatigue.Le souhait délibéré de ne pas construire des lois de fatigue incrémentales mais des lois gouvernées par un compteur de sollicitations et surtout déduites de lois d'évolution écrites en quasi-statique, oblige à des règles de linéarisation, puis à l'énoncé précis d'une démarche.En utilisant des cas particuliers de problèmes de fatigue et en appliquant la démarche énoncée, l'écriture rigoureuse et l'identification d'un modèle d'endommagement en fatigue pour le phénomène de fissuration intralaminaire présent dans les composites à fibres continues est réalisée. Les lois locales de fatigue écrites sont mises en place dans un processus de calcul de structure sous sollicitation de fatigue. On constate, pour ces cas particulier de matériaux et de phénomène d'endommagement, qu'avec la démarche mise en place, la résolution des problèmes de calcul de structure en fatigue peut être réalisée avec la même aisance que la résolution des problèmes de calcul de structure sous sollicitations quasi-statiques.Ce travail pose des bases très générales pour une approche nouvelle de la fatigue des structures. Il clarifie le concept de fatigue en le faisant rentrer dans un cadre très structurédans le but de mener à bien une approche locale de la fatigue, en vue d'une utilisation dans des calculs de structure en fatigue. Il a été utilisé avec succès dans une configuration particulière. Pourtant, pour l'heure, il est difficile de dire s'il va permettre une approche locale de la fatigue pour tous les phénomènes, tous les matériaux et pour les cas les plus généraux de sollicitations. Cette étude n'a pas pour ambition d'amener une réponse à tous ces cas mais d'être une voie ouverte à la résolution d'autres cas, voire à une généralisation sans condition, d'une approche locale de la fatigue.
Author: ERIC.. LE PEN Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 151
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DANS LE BUT DE PREVOIR LE COMPORTEMENT EN FATIGUE DE MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE, UNE APPROCHE MICROMECANIQUE DE TYPE MORI&TANAKA A ETE DEVELOPPEE. LA MICROSTRUCTURE EST DEFINIE PRECISEMENT PAR OBSERVATIONS FINES ET ANALYSE D'IMAGES : ON DISTINGUE DANS LE CAS GENERAL UNE MATRICE DUCTILE AINSI QUE DES PARTICULES OU DES FIBRES DISTRIBUEES EN FAMILLES D'ORIENTATIONS. D'AUTRE PART LA MISE EN PLACE DE MOYENS D'ESSAIS DE FATIGUE SUR MINI-EPROUVETTES PERMET D'IDENTIFIER LES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT AU COURS DES CYCLES. LES PARAMETRES D'ECROUISSAGE DE LA MATRICE SONT EGALEMENT DETERMINES EXPERIMENTALEMENT ET PERMETTENT D'ALIMENTER LE MODELE MICROMECANIQUE. CE MODELE EST FONDE SUR UNE THEORIE EN CHAMPS DE CONTRAINTES ET DEFORMATIONS MOYENNES POUR CHAQUE CONSTITUANT. LE CHARGEMENT EST IMPOSE DE MANIERE INCREMENTALE ET LE PASSAGE MICRO-MACRO S'EFFECTUE PAR L'INTERMEDIAIRE DES MODULES TANGENTS. ON PEUT AINSI REPRODUIRE DES TRAJETS DE CHARGEMENT COMPLEXES INCLUANT DES DECHARGES. LE COMPORTEMENT GLOBAL DU COMPOSITE EST ALORS REGIT PAR LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES ET GEOMETRIQUES A L'ECHELLE LOCALE. LES EQUATIONS DE PLASTICITE SONT RESOLUES DANS LA MATRICE ET SATISFONT UNE LOI D'ECROUISSAGE PHENOMENOLOGIQUE FAISANT INTERVENIR LES VARIABLES INTERNES. IL EST POSSIBLE DE RENDRE COMPTE DES PHENOMENES D'ADOUCISSEMENT OU DE DURCISSEMENT CYCLIQUE. DANS LE CAS D'UN COMPOSITE A MATRICE ALUMINIUM AS7G03 RENFORCE PAR FIBRES D'ALUMINE ET ELABORE EN SQUEEZE-CASTING LE MODELE PREVOIT DES REPONSES EN FATIGUE OLIGOCYCLIQUE PROCHES DE L'EXPERIENCE. POUR PREVOIR LE COMPORTEMENT A PLUS GRAND NOMBRE DE CYCLES, LES PHENOMENES D'ENDOMMAGEMENT TELS QU'OBSERVES EXPERIMENTALEMENT AU MEB ONT ETE INTEGRES. L'EVOLUTION STATISTIQUE DE LA POPULATION DE FIBRES COMBINEE AUX PHENOMENES DE FERMETURE ET RE-OUVERTURE, PERMET FINALEMENT DE PREVOIR LE COMPORTEMENT GLOBAL DU COMPOSITE AU COURS DES CYCLES.
Author: Édouard Parant Publisher: LCPC ISBN: 9782720803789 Category : Languages : fr Pages : 245
Book Description
Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et des mécanismes d'endommagement d'un composite cimentaire fibré multi-échelles soumis à des sollicitations sévères : fatigue, choc et fluage en ambiance agressive. L'analyse des mécanismes de fissuration des matrices cimentaires conduit à l'utilisation de trois dimensions de fibres métalliques afin d'intervenir à chaque étape du processus de fissuration. La matrice cimentaire est ultra-compacte et résistante (sbc > 200 MPa) et la fraction volumique du renfort atteint 11 %. Le renfort multi-échelles se caractérise par la mise en action graduelle et continue des différentes échelles de fibres jusqu'au pic d'effort. Une détermination de la résistance en traction uniaxiale (> 20 MPa) à partir d'essais de flexion 4 points sur dalles minces en utilisant une approche inverse est validée. Il est montré que le matériau étudié est élasto-plastique avec écrouissage positif en traction. Le renfort multi-échelles, et particulièrement les micro-fibres, amplifient les phénomènes visqueux dans la matrice cimentaire en y améliorant le transfert des efforts. Le gain absolu de résistance en traction, sous sollicitations dynamiques, est estimé par approche inverse à 1,5 Mpa/u.log. Le comportement en fatigue est limité par le faible élancement des méso-fibres. Une corrélation forte existe entre la durée de vie en fatigue et l'état d'endommagement initial (premier chargement statique). Une courbe de Wöhler corrigée est reconstruite connaissant le comportement statique caractéristique et l'état initial de déformation des corps d'épreuve. Sous sollicitation de service, la fissuration fine et diffuse, induite par l'efficacité du renfort multi-échelles, conduit à une cicatrisation presque totale en présence d'eau de corps d'épreuve pré-endommagés par fatigue et maintenus chargés en solution saline.
Author: Marie Jacquesson Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 248
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Dans le cadre de la recherche de matériaux alliant légèreté et performances mécaniques élevées pour des applications aérospatiales, Aérospatiale a développé un procédé d'élaboration par fonderie à moindre coût permettant la réalisation de pièces renforcées localement ou entièrement par des matériaux composites à matrice métallique. Le travail de thèse a consisté en 1' étude des performances en fatigue oligocyclique des composites ainsi élaborés, à matrices d'alliages d'aluminium renforcées par des fibres continues d'alumine N610 (haute résistance et interface fibre-matrice forte) ou de carbone K139 (haut module et interface fibre-matrice faible). A noter que la préforme est quasi-unidirectionnelle, tissée avec 90% de fibres en sens long et 10% de fibres en sens travers. Cette étude a nécessité la mise au point d'une méthodologie expérimentale basée sur l'utilisation en parallèle d'essais mécaniques, d'observations microstructurales et de suivi par émission acoustique. Les matériaux sont dans un premier temps sollicités en statique. Les observations microfractographiques et microstructurales ainsi que l'étude de la réponse des matériaux en émission acoustique permettent de dégager les principaux mécanismes d'endommagement et leur chronologie d'apparition jusqu'à la rupture. Dans un deuxième temps, les matériaux sont sollicités en fatigue à f=10Hz avec un rapport de charge de 0,1. L'association des résultats d'essais mécaniques avec suivi extensométrique, des informations tirées des observations microstructurales sur les faciès de rupture et sur les coupes polies extraites d'éprouvettes dont l'essai a été interrompu, et des résultats issus du suivi par émission acoustique pendant l'essai mécanique, permet d'identifier trois classes de signaux acoustiques que l'on associe à trois modes d'endommagement: la déformation matricielle, les ruptures de fibres individuelles et les ruptures de fibres en cascade au sein d'un toron. Une chronologie détaillée de leur ordre d'apparition est établie jusqu'à la rupture des échantillons. Les résultats obtenus ouvrent la voie à une méthode de prévision de la rupture à partir des éléments précurseurs d'émission acoustique.
Author: BERNARD LORRAIN
Author: BERNARD LORRAIN
Author: Bernard Lorrain
Author: Pascal Reynaud
Author: MONSSEF.. DRISSI HABTI
Author: Elie Racle
Author: Emilie Duboquet
Author: Stéphane Hertz-Clemens
Author: ERIC.. LE PEN
Author: Édouard Parant
Author: Marie Jacquesson