Modélisation du comportement multi-axial d'un élastomère chargé et application à la simulation d'essais complexes sur éprouvettes lamifiés élastomère-métal

Alexis Delattre (1) , Stéphane Lejeunes (2) , Stéphane Meo (3) , Florian Lacroix (3) , Frédéric Mazerolle (2)

1 Airbus Helicopter
2 LMA - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille]
3 LMR - Laboratoire de Mécanique et de Rhéologie

On présente dans cette communication l'extension du modèle de Delattre [1] au cas des sol-licitations multi-axiales ainsi que son application pour la simulation d'essais de compression/cisaillement sur paliers lamifiés élastomère-métal. Le modèle est basé sur une approche purement phénoménologique en grandes transformations qui permet à la fois de traduire de l'anisotropie induite par la viscosité et de l'assouplissement dynamique en fonction de l'amplitude de sollicitation (effet Payne [2]). Des essais expérimentaux originaux sont présentés afin d'évaluer les capacités prédictives du modèle (globale et locale). Mots clés — Grandes transformations, viscosité, multi-axial. 1 Contexte Ces travaux sont le fruit d'une collaboration qui a pour objectif le développement d'outils prédictifs pour le dimensionnement de diverses pièces lamifiées élastomère-métal utilisées dans les rotor d'hélico-ptères. Ces pièces sont soumises à des sollicitations multi-axiales importantes et jouent un rôle centrale sur le plan de la sécurité de l'ensemble de l'architecture rotor. Les outils industriels standards sont peu adaptés pour simuler ce type de pièces à la fois pour des raisons liées à la complexité géométrique (fort élancement dans un contexte de faible compressibilité), aux sollicitations vues par les pièces (charge-ments dynamiques multi-axiaux avec pré-contrainte) et aux non-linéarités matérielles. Sur le plan scien-tifique on constate également qu'il y a peu (voire pas) de modèles dans la littérature qui sont capables de décrire à la fois les dépendances à la fréquence et l'amplitude de sollicitation en grandes transformations et qui soient valides dans un cadre multi-axial. On peut tout de même citer les travaux de Höfer et al. [3] qui proposent un modèle décrivant correctement les effets de la fréquence et de l'amplitude en petites transformations ou les travaux de Martinez et al. [4] qui introduisent une vision statistique de la viscosité pour les effets de la fréquence combinés à de la plasticité pour le comportement à froid et les effets de l'amplitude. Dans ce travail, le couplage thermo-mécanique est négligé et seul le comportement stabilisé et assou-pli du matériau est considéré (on néglige donc également l'effet Mullins). Pour autant le comportement est identifié à partir d'essais conduits dans une enceinte thermique avec régulation de température afin d'évaluer la dépendance des paramètres mécaniques à la température.

Mots clés: multi-axial; viscosité; grandes déformations

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Alexis Delattre, Stéphane Lejeunes, Stéphane Meo, Florian Lacroix, Frédéric Mazerolle. Modélisation du comportement multi-axial d'un élastomère chargé et application à la simulation d'essais complexes sur éprouvettes lamifiés élastomère-métal. 12eme colloque nationnal en calcul des structures, CSMA, May 2015, Giens, France. ⟨hal-01158972⟩