Effet de la température et de l'humidité sur le comportement mécanique des composites verre/vinylester PDF Download
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Author: Sayah Abdelouahab
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 352
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Book Description
Author: Sayah Abdelouahab
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Languages : fr
Pages : 352
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Author: Abir Abdessalem
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Languages : fr
Pages : 0
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La présente étude traite la durabilité en milieu humide et l'endommagement par fatigue des matériaux composites à matrice organique (CMO). La diffusion d'eau dans un matériau SMC (matrice polyester renforcée par des fibres de verre et des particules de craies) est tout d'abord analysée expérimentalement. Puis elle est modélisée numériquement sous différentes conditions de vieillissement hygrothermique en immersion. Les mécanismes physiques à l'origine de l'endommagement hygrothermique sont alors identifiés. Des baisses de différentes propriétés mécaniques en fonction du temps et de la teneur en eau absorbée sont mises en évidence avec les phénomènes d'endommagement identifiés. L'effet de l'endommagement hygrothermique sur la durée de vie en fatigue est alors étudié expérimentalement. Un modèle prédictif qui prend en compte les effets d'endommagements d'origine hydrique et mécanique est alors proposé. Un calcul couplé diffusion/mécanique permet de déterminer le comportement global du matériau. On montre qu'il est possible de simuler et de suivre en continu l'évolution de la durée de vie en fatigue du matériau vieilli quel que soit le temps et la température.
Author: Marco Gigliotti
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784052833
Category : Composite materials
Languages : fr
Pages : 123
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L’utilisation des composites à matrice organique pour des applications structurales à haute température est de plus en plus souvent envisagée, notamment dans certaines zones de turbomachines aéronautiques. A cette fin, il devient nécessaire d’analyser les effets du vieillissement thermo-oxydant sur le comportement mécanique d’un polymère et des composites associés. Cet ouvrage met en relief des méthodologies expérimentales originales qui permettent, par analyse inverse, de développer et d’identifier une loi de comportement du polymère dépendant du vieillissement ainsi que les déformations d’origine chimique. Ces informations sont utilisées pour le calcul des contraintes internes induites par un vieillissement thermo-oxydant dans des composites unidirectionnels à fibres continues de carbone. Comportement mécanique des composites à matrice organique se différencie des autres ouvrages par son approche. Il examine des lois de comportement thermomécaniques locales dépendant de l’oxydation grâce à l’emploi d’essais couplés et non couplés à l’échelle microscopique. Il présente des modèles originaux afin d'intégrer toute la richesse de la phénoménologie observée expérimentalement, grâce à l'emploi de variables internes correctement choisies.
Author: Omayma Homoro
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Ces dernières années, les matériaux composites à matrices minérales ont suscité un grand intérêt dans le domaine du génie civil, en raison de leurs multiples avantages tels que la grande résistance en traction, le comportement pseudo-ductile, la facilité de mise en oeuvre, la nontoxicité et la compatibilité aux substrats. Toutefois, l'efficacité de ces composites est souvent limitée du fait de la faible adhérence du renfort avec la matrice. Cela est du à la faible pénétration des particules de la matrice entre les filaments internes du fil, ce qui entraine une rupture prématurée du matériau. Ce travail a pour but d'améliorer l'adhérence fil-matrice par pré-imprégnation du renfort, afin d'optimiser le comportement mécanique des composites. Deux méthodes de pré-imprégnation ont été utilisées : pré-imprégnation classique par voie humide et pré-imprégnation par voie sèche. Cette dernière se base sur l'application d'un champ électrostatique alternatif permettant la pénétration de la poudre au sein du renfort. La première méthode a déjà été utilisée dans la littérature et a permis d'améliorer les propriétés mécaniques du composite. Cependant, son utilisation reste limitée aux éléments préfabriqués simples contrairement à la deuxième méthode qui peut être appliquée pour réaliser des éléments de construction de grande taille, ou bien pour le renforcement et la réparation des structures in situ. La présente étude s'appuie sur une analyse multi-échelles permettant d'aborder le problème d'adhérence à l'échelle d'interface (fil-matrice) et à l'échelle du composite (fil-matrice et textile-matrice). Tout d'abord, des essais d'arrachement ont été conduits sur des fils de verre enrobés dans une matrice ettringitique. Huit configurations ont été étudiées afin d'évaluer l'effet du processus de pré-imprégnation et le type des matériaux de pré-imprégnation à sec. Il en sort que le comportement d'arrachement est amélioré par pré-imprégnation du fil par voie humide et sèche mais, précisons que par voie sèche, l'amélioration est significative seulement dans le cas d'utilisation de poudre de particules très fines. Une modélisation numérique de l'essai d'arrachement a été également réalisée afin d'identifier les propriétés d'interface fil-matrice. En se basant sur ces résultats, une étude expérimentale et numérique du comportement en traction des composites fil-matrice a été ensuite réalisée. Cinq configurations ont été retenues, après avoir écarté les prétraitements de fil ayant eu un effet néfaste sur l'adhérence fil-matrice. Il s'est avéré que les deux procédés contribuent à une augmentation significative des propriétés mécaniques du composite. De plus, un modèle numérique 3D a été développé pour simuler l'essai de traction d'un composite sec et pré-imprégné. Il a permis d'une part de prédire le comportement global du matériau et d'autre part d'apporter une meilleure compréhension de ce comportement grâce à l'analyse des états de déformation et de contrainte au niveau du fil, de la matrice et de l'interface. Enfin, une comparaison de l'effet des deux procédés de pré-imprégnation a été établie à l'échelle du composite textile-matrice au moyen d'essais de traction et d'analyse de corrélation d'image. Cinq différents types de tissu de verre unidirectionnel ont été utilisés. La pré-imprégnation par voie sèche a démontré la plus forte amélioration des performances du composite quel que soit le grammage du tissu, contrairement à la pré-imprégnation par voie humide qui trouve sa limite quand le textile devient dense.
Author: Jihed Bouden-Jedidi
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Languages : fr
Pages : 224
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Les matériaux composites à matrice polymère sont sensibles à la température et à l'humidité relative. Dès lors que des applications structurales sont envisagées, il est nécessaire de contrôler la durabilité des propriétés mécaniques de tels matériaux sous l'effet de divers paramètres environnementaux. Le couplage de ces paramètres et la prise en compte de leurs évolutions sont indispensables, en particulier dans le cas de sollicitations cycliques. Le travail présenté dans le cadre de cette thèse porte sur une application aéronautique où un élément de structure de l'avion supersonique, stratifié carbone/époxyde IM7/977-2, est soumis à des conditions cycliques de température et d'humidité. Au cours des cycles de vol, la température varie entre -55°C, température de service en régime subsonique, et 130°C, température de service en vol supersonique. Le vol à haute température, 130°C, constitue une situation totalement nouvelle pour les matériaux composites à matrice polymère, communément utilisés dans les structures des jets subsoniques où la température de vol est typiquement de -50°C. L'objectif de ce travail est d'étudier l'effet des cycles de service de l'avion sur la durabilité du matériau.Une étude bibliographique exhaustive concernant l'influence de l'humidité sur la durabilité des composites a matrice polymère, ainsi que la modélisation de la reprise d'humidité a été présentée.Ensuite, nous avons identifié les paramètres de diffusion d'humidité du matériau IM7/977-2 selon le modèle de Fick, ainsi que les coefficients de dilatations thermique et hygroscopique. Une méthode basée sur l'identification tridimensionnelle de la loi de Fick a été proposée. Cette méthode permet d'identifier les paramètres sans nécessairement atteindre le palier de saturation et procure ainsi un gain de temps considérable. Nous soulignons l'effet de l'état mécanique interne du stratifié sur les paramètres de reprise d'humidité. Deux méthodes ont été utilisées pour aborder l'identification des coefficients thermo et hygro-élastiques, paramètres indicateurs de la stabilité de la structure en service.Un outil de calcul permettant de prédire les gradients de concentration en humidité, ainsi que l'état mécanique interne est ensuite développé et mis à profit afin de caractériser l'effet particulier de l'échauffement à 130°C, sur le matériau. Les simulations numériques montrent que les cycles de vol induisent sur le long terme un séchage progressif du matériau.Enfin, des cycles représentatifs, reproduisant en accéléré les mécanismes de déformation de service ont été définis. Une méthodologie simple et rationnelle est proposée. La réalisation de gradients impose notamment le choix de géométries et de conditions expérimentales appropriées, permettant d'atteindre un état hygro-mécanique donné en un temps réduit. Deux approches basées sur les gradients de concentration et les contraintes internes ont été proposées. La première approche nous a permis de modéliser des cycles accélérés, 60 fois plus rapides que les conditions de service. la deuxième approche qui tient compte du différentiel thermique de service nous a permis de modéliser des cycles accélérés, 25 fois plus rapides que les conditions de service. Ces cycles accélérés ont été utilisés au laboratoire afin d'étudier la réponse du matériau. Les essais expérimentaux ont montré une diminution de Tg la température de transition vitreuse d'environ 20°C, une évolution des propriétés mécaniques du matériau, ainsi qu'une fissuration du matériau spécifique aux cycles accélérés tenant compte des basses températures.
Author: Patrice Fournier
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Languages : fr
Pages : 193
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à partir d'essais de fatigue en flexion, nous discutons quelques aspects spécifiques du comportement dynamique des matériaux composites unidirectionnels de type verre/époxyde et nous relions le comportement du composite a la composition chimique de la résine. D'autre part, pour des composites a matrice époxyde très ductile, la détermination des caractéristiques monotones et de fatigue, a partir de moyens de caractérisation traditionnels tels que la flexion 3 ou 4 points, s'est avérée délicate. Les propriétés de la résine favorisent une indentation des points d'application de la charge qui sont responsables des ruptures en compression. Afin d'adapter au mieux la caractérisation a ce type de composite, il convient de trouver la bonne adéquation essai-matériau. Dans ce but, nous avons mis au point, une technique expérimentale originale, basée sur le flambement post-critique d'une poutre composite. Elle permet de s'affranchir des artefacts lies a l'essai et d'accéder au comportement intrinsèque du matériau. Enfin a partir d'une approche mécanique, fondée sur les équivalences vitesse-temperature et sur l'analogie entre les comportements monotone et de fatigue nous avons montre qu'il est possible d'estimer le diagramme d'endurance d'un composite a partir d'essais de caractérisation monotone effectues dans les mêmes conditions d'essai que lors de l'essai de fatigue (vitesse, température, humidité)
Author: Mohamed Khay
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Laurent Cormier
Publisher:
ISBN:
Category : Composite materials
Languages : fr
Pages : 0
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Author: Luc Champoux
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Category :
Languages : fr
Pages : 226
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Author: KHALID.. DOUKKALI
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ISBN:
Category :
Languages : fr
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LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS PORTE SUR LA REPONSE A DES SOLLICITATIONS ELECTRIQUES DE MATERIAUX COMPOSITES EPOXY-FIBRES DE VERRE. LA PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL PORTE SUR LA REPONSE A UN ECHELON DE TENSION. ON MONTRE QUE POUR DES TEMPERATURES INFERIEURES A UNE ZONE 80-100#OC, LA REPONSE EST DE TYPE DIPOLAIRE ET LE MATERIAU A UN COMPORTEMENT LINEAIRE AUSSI BIEN EN REGIME TRANSITOIRE QU'EN REGIME PERMANENT. AU-DELA DE CETTE ZONE DE TEMPERATURE UNE CONTRIBUTION IONIQUE A LA CONDUCTION EST MISE EN EVIDENCE. CELA CONDUIT A L'ETABLISSEMENT D'UNE CHARGE D'ESPACE LOCALISEE AUX INTERFACES MATRICE-FIBRE DE VERRE. LA ZONE DE TEMPERATURE SEPARANT LES DEUX TYPES DE COMPORTEMENTS EST LA ZONE DE LA TEMPERATURE DE TRANSITION VITREUSE QUE NOUS AVONS MISE EN EVIDENCE PAR ANALYSE THERMIQUE DIFFERENTIELLE. UNE SECONDE PARTIE EST L'ETUDE DE LA REPONSE EN ALTERNATIF (PERMITTIVITE COMPLEXE). ON MET EN EVIDENCE UN PIC DE RELAXATION DIPOLAIRE QUI EST LIE A LA REPONSE DE LA MATRICE EPOXY. OUTRE CE COMPORTEMENT ASSEZ CONVENTIONNEL ON A OBSERVE UN COMPORTEMENT ANORMAL DU COMPOSITE LORSQUE CELUI-CI A UNE TENEUR EN EAU SUPERIEURE A 0,8%. CE COMPORTEMENT EST ASSOCIE A L'EXISTENCE DE MICROFISSURES OU DE DELAMINATION A L'INTERFACE EPOXY-VERRE. DANS UN DERNIER PARAGRAPHE, ON DETAILLE LES EFFETS DE L'ABSORPTION D'HUMIDITE SUR LA REPONSE DIELECTRIQUE. LA DERNIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST RELATIVE A L'ACTION COUPLEE DE CONTRAINTES MECANIQUES ET ELECTRIQUES. ALORS QU'EN DESSOUS DE LA TRANSITION VITREUSE LA CONTRAINTE MECANIQUE EN FLEXION NE JOUE PAS SUR LA REPONSE ELECTRIQUE, POUR T=100#OC, ON OBSERVE UN NIVEAU DE CONDUCTION BEAUCOUP PLUS IMPORTANT ET LA CONSTITUTION DE CHARGES D'ESPACES MODIFIANT TRES SENSIBLEMENT L'ALLURE DES COURANTS DE CHARGES ET DE DECHARGE. CET EFFET PEUT ALLER JUSQU'A UNE INVERSION DE POLARITE DU COURANT DE DECHARGE. UNE AMORCE DE MODELISATION DE CE PHENOMENE A ETE PROPOSEE
