Etude des propriétés anélastiques de composites fibres de carbone/matrice polyépoxy TGDDM - DDS par fluage thermostimulé PDF Download
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Author: Laurent Michel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 314
Book Description
UN SPECTROMETRE DE FLUAGE THERMOSTIMULE A ETE REALISE AFIN DE CARACTERISER DES MATERIAUX HAUTS MODULES, DANS UNE LARGE GAMME DE TEMPERATURE. L'ETUDE D'UN COMPOSITE STRUCTURAL A MATRICE ORGANIQUE A MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE TROIS MODES DE RETARD. LE MODE HAUTE TEMPERATURE ASSOCIE A LA MANIFESTATION ANELASTIQUE DE LA TRANSITION VITREUSE DU RESEAU POLYEPOXY S'EST REVELE DELICAT A ETUDIER DU FAIT DE LA DEGRADATION THERMIQUE DE LA MATRICE POLYEPOXY ET D'UN EFFET DE PYROFLUAGE LIE A LA MORPHOLOGIE DES COMPOSITES. AUX BASSES TEMPERATURES, LE MODE BETA, ASSOCIE AUX MOUVEMENTS LOCALISES DE SEGMENTS DE CHAINES DU RESEAU EST DECELE VERS LES BASSES TEMPERATURES PAR RAPPORT AU RESEAU SANS RENFORT. CE DECALAGE EST ASSOCIE A UN AVANCEMENT PLUS LIMITE DE LA CUISSON DES COMPOSITES. LA SPECTROSCOPIE DE FLUAGE THERMOSTIMULE CONFIRME LA NATURE COMPLEXE DE CE MODE. A TEMPERATURE AMBIANTE, LE MODE OMEGA EST RELIE A L'EXISTENCE DE ZONES PARTIELLEMENT RETICULEES DU RESEAU. PARTICULIEREMENT INTENSE DANS LE CAS DU RESEAU SANS RENFORT, CE MODE N'APPARAIT PAS SUR LES SPECTRES COMPLEXES DES COMPOSITES. LA RESOLUTION EXPERIMENTALE DE CES SPECTRES PAR FLUAGE THERMOSTIMULE MONTRE NEANMOINS SON EXISTENCE ET SA NATURE COMPLEXE. L'INFLUENCE DU RENFORT SUR CE MODE A ETE ASSOCIE A UNE RETICULATION DU RESEAU DIFFERENTE EN PRESENCE DES FIBRES. DE PLUS, LA COMPARAISON DU MODE OMEGA DE DEUX COMPOSITES D'ENSIMAGES DIFFERENTS REVELE UNE INFLUENCE PARTICULIERE DE LA NATURE DE L'ENSIMAGE SUR LA MICROSTRUCTURE DU RESEAU
Author: Laurent Michel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 314
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UN SPECTROMETRE DE FLUAGE THERMOSTIMULE A ETE REALISE AFIN DE CARACTERISER DES MATERIAUX HAUTS MODULES, DANS UNE LARGE GAMME DE TEMPERATURE. L'ETUDE D'UN COMPOSITE STRUCTURAL A MATRICE ORGANIQUE A MIS EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE TROIS MODES DE RETARD. LE MODE HAUTE TEMPERATURE ASSOCIE A LA MANIFESTATION ANELASTIQUE DE LA TRANSITION VITREUSE DU RESEAU POLYEPOXY S'EST REVELE DELICAT A ETUDIER DU FAIT DE LA DEGRADATION THERMIQUE DE LA MATRICE POLYEPOXY ET D'UN EFFET DE PYROFLUAGE LIE A LA MORPHOLOGIE DES COMPOSITES. AUX BASSES TEMPERATURES, LE MODE BETA, ASSOCIE AUX MOUVEMENTS LOCALISES DE SEGMENTS DE CHAINES DU RESEAU EST DECELE VERS LES BASSES TEMPERATURES PAR RAPPORT AU RESEAU SANS RENFORT. CE DECALAGE EST ASSOCIE A UN AVANCEMENT PLUS LIMITE DE LA CUISSON DES COMPOSITES. LA SPECTROSCOPIE DE FLUAGE THERMOSTIMULE CONFIRME LA NATURE COMPLEXE DE CE MODE. A TEMPERATURE AMBIANTE, LE MODE OMEGA EST RELIE A L'EXISTENCE DE ZONES PARTIELLEMENT RETICULEES DU RESEAU. PARTICULIEREMENT INTENSE DANS LE CAS DU RESEAU SANS RENFORT, CE MODE N'APPARAIT PAS SUR LES SPECTRES COMPLEXES DES COMPOSITES. LA RESOLUTION EXPERIMENTALE DE CES SPECTRES PAR FLUAGE THERMOSTIMULE MONTRE NEANMOINS SON EXISTENCE ET SA NATURE COMPLEXE. L'INFLUENCE DU RENFORT SUR CE MODE A ETE ASSOCIE A UNE RETICULATION DU RESEAU DIFFERENTE EN PRESENCE DES FIBRES. DE PLUS, LA COMPARAISON DU MODE OMEGA DE DEUX COMPOSITES D'ENSIMAGES DIFFERENTS REVELE UNE INFLUENCE PARTICULIERE DE LA NATURE DE L'ENSIMAGE SUR LA MICROSTRUCTURE DU RESEAU
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LES MATERIAUX COMPOSITES DE TYPE FIBRES LONGUES DE CARBONE/MATRICE POLYMERE (CFRP) POSSEDENT D'EXCELLENTES CARACTERISTIQUES MECANIQUES SPECIFIQUES (RAPPORT PERFORMANCE/POIDS) QUI ONT CONDUIT, CES DERNIERES ANNEES, A LEUR UTILISATION DANS UN NOMBRE CROISSANT DE STRUCTURES TRAVAILLANTES, NOTAMMENT POUR DES APPLICATIONS AERONAUTIQUES. CEPENDANT, SI GENERALEMENT, L'INDUSTRIE CONSIDERE CES COMPOSITES COMME POTENTIELLEMENT INTERESSANTS, LA MECONNAISSANCE DE LEUR DURABILITE REND LEUR EMPLOI SOUVENT LIMITE. EN EFFET, LA CONCEPTION DE STRUCTURES COMPOSITES NECESSITE LE PLUS SOUVENT LA PRISE EN COMPTE DU COMPORTEMENT A LONG TERME SOUS DIVERS TYPES DE SOLLICITATIONS GENERES SIMULTANEMENT PAR LES CHARGEMENTS MECANIQUES ET L'ENVIRONNEMENT. CE TRAVAIL DE THESE EST BASE, D'UNE PART, SUR LE DEVELOPPEMENT D'UN MOYEN EXPERIMENTAL DE CARCTERISATION EN FLUAGE, ET, D'AUTRE PART, SUR LA MISE AU POINT D'UNE METHODOLOGIE PERMETTANT LA CARACTERISATION ET LA MODELISATION DU COMPORTEMENT A LONG TERME SOUS CHARGE CONSTANTE DE STRUCTURES COMPOSITES SOUMISES AUX EFFETS DU VIEILLISSEMENT (TEMPERATURE ET HUMIDITE). LES MATERIAUX COMPOSITES ETUDIES ETANT COMPLEXES (MATRICE POLYEPOXYDE MODIFIEE PAR UN TP), UNE ATTENTION TOUTE PARTICULIERE EST ACCORDEE A LEUR MICROSTRUCTURE (ETAT DE RETICULATION ET MORPHOLOGIE). DES RELATIONS MICROSTRUCTURES-PROPRIETES ONT AINSI PU ETRE ETABLIES. DES TESTS DE CARACTERISATION HYGRO-THERMO-MECANIQUE DES MATERIAUX ONT ETE CONDUITS. CES ESSAIS PERMETTENT NOTAMMENT DE PRECISER LES TEMPERATURES CARACTERISTIQUES DE NOS CFRP, D'ETUDIER L'EFFET DE L'EAU SUR LEURS PROPRIETES THERMO-MECANIQUES ET DE DETERMINER LEURS PROPRIETES MECANIQUES A RUPTURE POUR LES DIVERSES CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES (TEMPERATURE ET HUMIDITE). CES DERNIERES PERMETTENT, ENTRE AUTRE, DE FIXER LE NIVEAU DE CONTRAINTE A APPLIQUER LORS DES ESSAIS DE FLUAGE. PUIS, UNE APPROCHE QUALITATIVE DU COMPORTEMENT EN FLUAGE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES PRINCIPAUX PARAMETRES INFLUENCANT LA TENUE A LONG TERME DES CFRP. PARALLELEMENT, NOUS AVONS ETUDIES LES DIVERS MECANISMES DE DEGRADATION QUI CONDUISENT A LA RUINE DU MATERIAU. CETTE ETUDE A ETE EFFECTUEE A DIFFERENTES ECHELLES, GRACE A L'UTILISATION DE NOMBREUSES TECHNIQUES EXPERIMENTALES COMPLEMENTAIRES : A L'ECHELLE MACROMOLECULAIRE, GRACE A L'UTILISATION DE LA SPECTROMETRIE MECANIQUE, ET DE L'ECHELLE MICROSCOPIQUE A MACROSCOPIQUE, LE SUIVI IN-SITU DE L'ENDOMMAGEMENT (AU SENS DE CREATION DU SURFACE) A ETE REALISE PAR EMISSION ACOUSTIQUE ET PAR UNE TECHNIQUE NOUVELLE, DEVELOPPEE AU COURS DE CETTE ETUDE, BASEE SUR DES MESURES DE PROPRIETES ELECTRIQUES. DANS LA DERNIERE PARTIE, UNE APPROCHE QUANTITATIVE A PERMIS UNE MODELISATION PHENOMENOLOQIQUE ET AINSI UNE PREVISION DU COMPORTEMENT A LONG TERME SOUS CHARGE CONSTANTE DES CFRP.
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ETUDE DES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE RESEAUX EPOXY EN FONCTION DU RAPPORT STOECHIOMETRIQUE ET DE L'INDICE DE POLYCONDENSATION DU PREPOLYMERE DGEBA; DISCUSSION DE L'INFLUENCE DES LIAISONS HYDROGENE. ETUDE PAR SPECTROMETRIE DYNAMOMECANIQUE DE COMPOSITES POLYEPOXY/FIBRE DE CARBONE; INFLUENCE DU TRAITEMENT DE SURFACE DES FIBRES SUR LA STRUCTURE DES INTERFACES MATRICE-FIBRE ET RELATION AVEC LES CARACTERISTIQUES DE FT-IR, ESCA ET SIMS DES FIBRES. INFLUENCE DES ZONES INTERFACIALES SUR LE MODE DE DEGRADATION MECANIQUE DES COMPOSITES
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Les excellentes propriétés mécaniques spécifiques (rapport performance / poids) des matériaux composites à fibres longues de carbone renforçant une matrice polymérique (CFRP) ont conduit depuis une vingtaine d'années à leur utilisation dans nombre d'applications de haute technologie. Néanmoins, les coûts de matière et de mise fin œuvre, leur faible résistance aux dommages et la méconnaissance de leur comportement à long terme sont les principales limitations à une diffusion encore plus importante. Plus particulièrement, dans le cas de pièces soumises à des conditions sévères de sollicitation (charges importantes et températures élevées), l'étude du comportement en fluage devient essentielle pour une conception optimale. L'enjeu scientifique se situe donc au niveau du développement de méthodes de caractérisation accélérée et de modélisation permettant une extrapolation fiable des résultats expérimentaux aux conditions réelles d'utilisation. Une bonne compréhension des mécanismes de dégradations intervenant sous sollicitation thermomécanique s'avère par conséquent nécessaire. Deux classes de composites sont considérées, l'une à matrice thermodurcissable (RTM), l'autre à matrice thermoplastique (APC-2). La première étape consiste à définir un domaine d'expérimentation pour les essais de fluage (en termes de température et de contrainte appliquée). Les différents aspects du comportement en fluage intervenant sous diverses conditions de sollicitations thermomécaniques sont ensuite analysés. Ces résultats sont complétés par une étude de l'évolution structurale des matériaux en cours d'essai. Pour la caractérisation de l'endommagement, deux types de méthodes sont employés : les techniques d'émission acoustique et de mesures de propriétés électriques sont utilisées pour le suivi de l'Initiation et de la propagation de dégradations en cours d'essai mécanique; une analyse par spectrométrie mécanique est réalisée afin de caractériser "l'état d'endommagement" des matériaux suite à l'application d'une sollicitation thermomécanique. L'ensemble des informations ainsi collectées permet l'élaboration d'une carte d'endommagement. La prévision du comportement à long terme peut finalement être abordée : une approche basée sur le principe de superposition Temps-Température-Contrainte est adoptée et complétée par une analyse plus physique inspirée du modèle microstructurai de PEREZ.
Author: Laurent Michel
Author: Laurent Michel
Author: Olivier Ceysson
Author: Patrice Perret
Author: Tania Risson
Author: Jean-Jacques Demai