Modélisation multiéchelle du comportement thermo-mécanique des CMO et prise en compte des effets du vieillissement thermique

Abstract

L'utilisation des Composites à Matrice Organique sur de longues durées, nécessite de prendre en compte les effets du vieillissement qui peuvent considérablement modifier les propriétés mécaniques au cours du temps et réduire la durée de vie. L'objectif de ce travail est de développer un modèle macroscopique utilisable dans le contexte du calcul de structures par Eléments Finis, couplant les différents aspects : viscoélasticité, endommagement et vieillissement thermique. Nous proposons une démarche multiéchelle s'appuyant sur les différentes échelles du composite. Le comportement du pli est obtenu à partir du comportement de ses constituants (fibre et matrice) par la méthode appelée Transformation Fied Analysis. Afin d'analyser les effets du vieillissement thermique, une importante campagne expérimentale a été menée comprenant une caractérisation de type mécanique et physico-chimique. Les effets du vieillissement sont intégrés dans le modèle par l'intermédiaires de variables internesThe use of organic matrix composites for long-term applications leads to take into account the effects of thermal ageing which can considerably modify the mechanical properties and reduce the composite lifetime. The aim of this study is to develop a macroscopic model for structural computation using the finite Element method and to couple different aspects such as : viscoelasticity, damage and thermal ageing. We suggest a multiscale approach laying on the different scales of a composite. The ply behaviour is deduced from the behaviour of the constituents (fibre and matrix) by using Transformation Field Analysis method. In order to analyse the effects of thermal ageing, an important experimental part has been carried out, including mechanical and chemical measurements. Ageing effects are introduced in the model using internal parametersTROYES-SCD-UTT (103872102) / SudocSudocFranceF