Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de M’Sila - Mohamed Boudiaf
Affiliation
Institut de Génie Mécanique
Auteur
MANSOUR, Rokbi
Directeur de thèse
Nadir DOUIB (Maitre de conférence)
Filière
Mécanique
Diplôme
Magister
Titre
COMPORTEMENT A LA RUPTURE ET CARACTERISATION MECANIQUE DE COMPOSITES POLYESTER-FIBRES DE VERRE
Résumé
Résumé Dans les plastiques renforcés, l’écoulement plastique à la pointe de fissure est intimement associé au processus de rupture, qui est fragile de nature. Un seul paramètre de rupture tel que le facteur d’intensité de contrainte, «KR», ou le taux de restitution d’énergie de déformation, «GR», est suffisant pour caractériser ce mode de rupture. Dans ce cadre, le concept de la mécanique de rupture ( K, J, R ) était utilisé afin de déduire les quantités de la rupture mécanique et le comportement à la rupture, à chargement croissant, d’une matrice de polyester renforcée différents types de fibres de verre « tissu, mat et fibre de verre coupées». Les résultats des tests menés sur les éprouvettes " SENB et CT" (1,5 mm.mn-1 ) montrent l’applicabilité du concept de la Mécanique Linéaire Elastique de Rupture " MLER" Les courbes charge-déplacement relève un comportement linéaire élastique dans le début de l’évolution, puis un aire d’affaiblissement. Les résultats indiquent que les valeurs du facteur d’intensité de contrainte "KIC" et celles de l’énergie de rupture " GIC " ne sont affectées par l’effet de la longueur initiale de la fissure , ni par l’effet de dimensions de l’éprouvette. La largeur minimale, Bmin, nécessaire est de 25 mm pour le " Polyester renforcé par de tissu ou de mat de fibres de verre, et de 32 mm pour le " Polyester renforcé par des fibres de verre coupées". Ainsi, le ligament libre minimal est de 4 mm. La chronophotographie a prouvé d’être un outil adéquat pour l’évaluation de la zone endommagée "ZE" ainsi son développement. Cette approche montre que le tissu de verre aide à réduire le saut de la rupture comparée aux mat de verre ainsi aux fibres de verre coupées. Les valeurs de la ténacité "KIC" et celles de l’énergie de rupture " GIC ", des éprouvettes "CT", sont respectivement 8MPa .m1 2 , 35 KJ .m-2 pour "Polyester-tissu de verre"; 10MPa .m1 2 , 36 KJ .m-2 "Polyester-mat de fibres de verre" et de 7MPa .m1 2 , 50 KJ .m-2 pour " Polyester-fibres de verre coupées". Finalement, L’interface fibre/matrice ainsi que les arrangements locaux des fibres de verre ont un effet significatif sur l’absorption de l’énergie et sur le saut de la rupture. Abstract In reinforced plastics, the plastic flow at the tip of the crack is intimately associated with the fracture process which is brittle in nature. A single fracture parameter such as the critical stress intensity factor, «KR», or the critical strain energy rate , «GR», is sufficient to characterize this fracture. In this pretext, fracture mechanical concepts ( K, J, R ) has been used to deduce fracture mechanical quantities and fracture behavior, at increased loading, of polyester matrix and different reinforcing glass-fiber «woven rovings, mat and short glass-fibre ». The results of tests carried out " SENB and CT" ( 1,5 mm.mn -1) specimens show the applicability of concept of Linear Elastic Fracture Mechanics " LEFM" theory. The load-displacement curves show a linear elastic behavior at the beginning , afterwards a softening area. The results indicated that the fracture toughness and the fracture energy values are not affected by the specimen’s initial notch and the specimen’s dimensions. The minimum thickness, Bmin, needed is average 25 mm for Polyester reinforced woven rovings or mat and 32 mm for Polyester reinforced short glass-fibre. So the free ligament of "CT" specimens (W-ao) is higher than 4 mm. The chrono-photographic interpretation proved to be an adequate tool for assessing the damage zone "ZE" and its development. This interpretation show that woven fiber helps to reduce the crack jump distance as compared to the mat and short glass-fibre. The fracture toughness "KIC" and the fracture energy " GIC " for "CT" specimens are respectively 8 MPa .m1 2 , 35 KJ .m-2 for " Polyester reinforced woven"; 10MPa .m1 2 , 36 KJ .m-2 for " Polyester reinforced mat" and 7MPa .m1 2 , 50 KJ .m-2 for " Polyester reinforced short glass-fibre ". Finally, the fiber/ matrix interface condition has a significant effect on energy absorption and on crack jump distance. في البلاستيك المقوى ، البلاستيك المتدفق في مقدمة الطقطقة يساهم أساسيا في مراحل الانكسار الذي هو هش من طبعه . كافي لإعطاء ميزة هذا الانكسار . في هذا «GR» أو طاقة الانكسار «KR» معامل وحيد مثل معامل شدة الجهد استعمل قصد استنتاج مقدار وكذا سلوك الانكسار الميكانيكي خلال ( MLER ) الصدد ، مفهوم الانكسار الميكانيكي الخطي الحمولة المتزايدة للمادة المركبة ( بوليستر - المقواة بألياف الزجاج " نسيج ، حصير ، ألياف الزجاج القصيرة المقطعة " ) . (1,5 mm.mn "CT" و " SENB " وضحت سلسلة التجارب اراة على العينات -1 ( قابلية تطبيق مفهوم الانكسار الميكانيكي الخطي على المادة المركبة ( بوليستر - المقواة بألياف الزجاج "). و تش ير المنحنيات "الحمولة -امتداد الثلم " عل ى نشوء سيرة الخطية في القسم الأول م ن هدا المنحنى و يتميز القسم الثاني " بمساحة تلين". لم تتأثر بتغير الطول الأولي للثلم و لا «GR» أو طاقة الانكسار «KR» و بينت النتائج أن قيم معامل شدة الجهد للمادة المركبة ( بوليستر -نسيج و حص ير ألياف ، Bmin, ، بأبعاد العينة. و يضاف أن العرض الأدنى اللازم الزجاج) عين ب 25 م م بينما عين ب 32 مم بالنسبة للمادة المركبة ( بوليستر - ألياف الزجا ج القصيرة المقطع ة) . ق. و و عين أصغر طول للرباط الحر ب 4 . / را ) ا - ، و آ +)% اد ا (’ ا ) ( ’ %& ! أداة ! أ ا ا ه و ر 4/9!= ا 5/ < 4/ ; / ’ / : آ 897/ ه 4/ ج /&5 ا 3 4/! أن / ’ ا 1- / ه / و حصير ألياف الزجاج و ألياف الزجاج القصيرة المقطعة. > ! ر و MPa .m و تقدر هذه الأخير، ب 1 2 8 ،«GR» أو طاقة الانكسار «KR» تم تعيين قيم معامل شدة الجهد و MPa .m على التوالي بالنسبة للمادة المركبة ( بوليستر -نسي ج ألياف الزجا ج) و ب 1 2 10 KJ .m-2 35 و MPa .m على التوالي بالنسبة للمادة المركبة ( بوليستر -حصير ألياف الزجا ج) و ب 1 2 7 KJ .m-2 36 على التوالي بالنسبة للمادة المركبة ( بوليستر -ألياف الزجاج القصيرة المقطعة) . KJ .m-2 50 و أخير ا، يجدر بالذكر ، أن لطبيعة السطح البيني ألياف الزجاج و الكتلة الحاوية أثر م برر على مفعول امتصاص الطاقة و كذا قيس قفز الانكسار.
Date de soutenance
/ /2001
Pagination
148
Format
pdf
Statut
Soutenue