Proposition d'un modèle de zone cohésive adapté à l'étude des joints collés

Abstract

L'objectif général de cette étude consiste à développer des modélisations aptes à décrire l'amorçage d'un décollement d’un joint de colle. L’étude des méthodes développées dans la littérature montre que les modèles de zone cohésive (MZC) sont les plus aptes à remplir l'objectif annoncé. Aussi, un MZC adapté aux joints collés comprenant a minima (i) un critère en contrainte, (ii) un critère en énergie et (iii) les effets de l'épaisseur d'une colle est proposé. Afin de comprendre l'influence de l'épaisseur de colle sur la force d'amorçage tout en s’affranchissant des difficultés de convergence des MZC, une étude par critères couplés (basés comme les MZC sur une approche en contrainte et en énergie) a été adaptée pour l'étude d'un joint de colle. Il est ainsi démontré analytiquement que l'influence de l'épaisseur de colle sur la force d'amorçage dépend fortement bien évidemment de la présence de singularité mais également de la présence de défaut au niveau du coin de la zone collée. Afin d'intégrer la prise en compte de ce type d’effet bénéfique ou néfaste de l’épaisseur du joint collé au sein d’un MZC, une étude faisant variée la raideur interfaciale (considérée dans une première analyse inversement proportionnelle à l'épaisseur du joint) a été menée et démontre l’influence de ce paramètre sur la force d'amorçage. De plus les simulations d’un essai d’amorçage en faisant varier la forme de la loi du MZC, à propriétés interfaciales identiques, tendent à montrer une influence du comportement de l’interface sur la tenue du joint collé. Afin de valider le modèle proposé, une comparaison avec des essais d’amorçage mettant à profit les effets de bords a été réalisée afin de déterminer les avantages et les limites de ce modèle