| taille du texte : S-M-L |
| impression | intranet

Contribution à l'étude de l'endommagement et de la rupture d'élastomères sous chargements monotones et cycliques

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 24-07-2009
auteur(s) Qu Zhengwei
jury Nait-Abdelaziz M.; Ait Hocine N.; Azari Z.; Gloaguen J.M.; Pluvinage G.; Zairi F.
école Université de Lille 1
  
résumé La connaissance du comportement des matériaux élastomères est un enjeu important pour la conception de composants ou de structures mécaniques. Que ce soit sous chargement monotone ou cyclique, uniaxial ou multiaxial, ces propriétés doivent être maitrisées afin de construire des outils prédictifs de durée de vie robustes.
Dans la revue bibliographique, après une présentation des propriétés physico-chimiques des matériaux élastomères, les modèles pour décrire leur comportement monotone sont discutés. Sont également présentées, les mécanismes d’endommagement (effet Mullins, adoucissement cyclique) ainsi que les aspects liés à la fatigue et à la rupture de ces matériaux.
Dans une deuxième partie, qui concerne les chargements cycliques, on s’intéresse tout d’abord à l’endommagement de type Mullins. Des expériences réalisées sur un élastomère de type SBR, mettent en évidence ce mécanisme d’endommagement. Se basant sur les travaux de Miehe, la prédiction par ce type de modèle conduit à un accord acceptable avec les données expérimentales. On s’intéresse ensuite à la prédiction de la durée de vie en fatigue en utilisant la définition de l’endommagement de Lemaître. Sur la base d’une densité d’énergie d’Ogden d’ordre 4, on généralise un modèle développé par Wang permettant de calculer la durée de vie d’un élastomère. Ce modèle simple à deux paramètres permet de rendre à priori compte des évolutions observées expérimentalement en chargement uniaxial. On montre également les limites d’un tel modèle pour des chargements multiaxiaux.
Dans la troisième partie, il s’agit de développer un outil prédictif de rupture des élastomères sous chargement monotone et multiaxial. Se basant sur le concept de défaut intrinsèque, et s’appuyant sur la mécanique de la rupture, on construit, par des simulations éléments finis en chargement biaxial, une courbe d’état limite dans le plan des élongations principales, dans le cas des contraintes planes. Les valeurs ainsi prédites sont en accord satisfaisant avec des données expérimentales pour deux matériaux différents (NR et SBR). Enfin, on tente de généraliser cette approche pour des cas où la pression hydrostatique est prépondérante, c’est-à-dire où la cavitation est le principal mécanisme de dégradation.
Exporter la citation au format CSV (pour Excel) ou BiBTeX (pour LaTeX).