Comportement de fissures dans les matériaux composites

Abstract

De nombreuses études ont été menées sur l’élaboration à l’échelle microscopique des matériaux composites. D’autre part, de l'élaboration des composites à des températures relativement élevées résultent des contraintes résiduelles fortement localisées dans la fibre et la matrice au voisinage très proche de leur interface. Ces contraintes de cisaillement mettent la fibre en compression et la matrice en tension. L'objectif de ce travail est donc d’étudier, tridimensionnellement par la méthode des éléments finis, l'effet de ces contraintes sur le comportement de fissures initiées dans deux types de composites constitué d'une matrice en aluminium (Al) renforcée par des fibres en alumine (Al2O3) et un autre composite d’une matrice Epoxy renforcé par des fibres en Carbone. Ce comportement est analysé en termes de variation des facteurs d'intensité de contraintes en modes I, II et III. L'effet de plusieurs paramètres a été étudié. Ce travail rentre dans ce contexte et a pour objectif l’analyse du comportement de fissures initiées dans un composite à matrice métallique et organique renforcée par des fibres unidirectionnelles en céramique. Cependant, le besoin de modèles complets et fiables pour la prédiction du comportement thermique et thermomécanique, devient une nécessité cruciale pour l’élaborateur des matériaux composites. De plus, le comportement est altéré par des paramètres liés à un chargement extérieur comme la température et l’effort mécanique. À la lumière des résultats numériques obtenus, La modélisation montre un effet sur la genèse des contraintes internes pour un VER fiable et convenable d’un matériau composite avec des contraintes internes les plus faibles possibles. Les résultats obtenus montrent clairement que le décollement angulaire entraîne une amplification de l’intégrale J et par conséquent l’augmentation de la cinétique de propagation de fissure pour un motif hexagonal.