Effect of temperature on mechanical behaviour and damage scenario under quasi-static tensile and fatigue loadings of an acrylic-matrix and glass-fibre-reinforced composite

Effet de la température sur le comportement mécanique et le scénario d'endommagement en traction quasi-statique et en fatigue d'un composite à matrice acrylique et fibres de verre,

Eileen Boissin (1) , Christophe Bois (1) , Jean-Christophe Wahl (1) , Thierry Palin-Luc (1)

1 I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux

The effect of temperature on the damage scenario in an acrylic-matrix and glass-fiber reinforced composite under quasi-static tensile loading has been studied in the service temperature range of wind turbine blades, i.e. between -20 and 60°C. Damage observation has been performed with an optic microscope under loading, in order to make damages more visible. Tensile tests have been performed at 10 and 40°C, while fatigue tests have been performed at 15, 25 and 40°C. These tests have shown that temperature had a significant impact on the composite damage scenario since the temperature rise leads to a shift in the strain threshold corresponding to the first transverse crack initiation, to the point where it becomes higher than the specimen ultimate strain during tensile tests.

L’influence de la température sur le scénario d’endommagement en traction quasi-statique et en fatigue uniaxiale d’un composite stratifié à matrice acrylique et fibres de verre a été étudiée dans l’intervalle de température de service des pales d’éolienne, à savoir entre -20 et 60°C. L’observation des endommagements au microscope optique de la tranche des éprouvettes a été effectuée sous charge, de manière à rendre les endommagements plus visibles. Les essais de traction ont été réalisés à 10 et 40°C, tandis que les essais de fatigue ont été réalisés à 15, 25 et 40°C. Ces essais ont montré que la température avait une influence significative sur le scénario d’endommagement du composite puisque l’augmentation de la température induit une augmentation du seuil de déformation correspondant à l’initiation de la première fissure transverse, au point, dans le cas des essais de traction, de le rendre supérieur à la déformation à rupture des éprouvettes.

Mots clés: effect; temperature; damage scenario; composite

Mots clés: effet; température; scénario d’endommagement; composite

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]

Eileen Boissin, Christophe Bois, Jean-Christophe Wahl, Thierry Palin-Luc. Effet de la température sur le comportement mécanique et le scénario d'endommagement en traction quasi-statique et en fatigue d'un composite à matrice acrylique et fibres de verre,. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02420741⟩