Procédé multiéchelle pour la reconstruction des courbes d'émission acoustique révélatrices des ruptures de fibres au sein d'un composite unidirectionnel

Sébastien Blassiau (1, 2) , Anthony R. Bunsell (1) , Alain Thionnet (1, 3)

1 CDM - Centre des Matériaux
2 GDF - GDF Direction de la recherche
3 UB - Université de Bourgogne

Dans cette étude, la première partie du travail consiste en une analyse fine, par éléments finis, des mécanismes de report de charge entre lesfibres rompues et intactes d'un composite unidirectionnel. On considère différentes configurations d'endommagement du composite et deux types de comportement matriciel (élastique et viscoélastique) avec ou sans décohésion à l'interface fibre rompue/matrice. En raison de ces différents aspects, les limites habituelles des approches faites jusqu'à présent sont repoussées et notamment celles des modèles analytiques. La seconde partie du travail consiste en la mise en place d'un procédé multiéchelles qui synthétise les phénomènes microscopiques précédents (rupture de fibres, surcharge locale des fibres voisines de celle rompue, décohésion et viscoélasticité de la matrice) afin de prévoir la rupture macroscopique d'une structure en composite unidirectionnel. Ce processus permet également d'accéder au nombre de ruptures de fibres au cours du temps, au sein de la structure. Une application a été réalisée sur une éprouvette de composite unidirectionnelle soumise à un effort de traction uniaxiale soit quasi-statique soit de fluage. La confrontation des résultats de calcul et de résultats expérimentaux (notamment obtenus par émission acoustique) donnant le nombre de ruptures de fibres en fonction du temps au sein de l'éprouvette montrent la bonne cohérence du modèle notamment en exhibant le fait qu'il est capable de rendre compte remarquablement bien de la dispersion expérimentale importante constatée sur les essais de fluage.

Mots clés: Endommagement; composites; procédés multiéchelles

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]

Sébastien Blassiau, Anthony R. Bunsell, Alain Thionnet. Procédé multiéchelle pour la reconstruction des courbes d'émission acoustique révélatrices des ruptures de fibres au sein d'un composite unidirectionnel. Matériaux 2006, 2006, Dijon, France. 11 p. ⟨hal-00144368⟩