Approche probabiliste du comportement mécanique des composites thermoplastiques assemblés par soudage laser

• Main Author: Oumarou Mairagouna, Mamane
• Language: FRE
• Published: Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris 2012
• Subjects: [SPI:OTHER] Engineering Sciences/Other; Approche probabiliste; Soulage laser; Approche multi-échelles; Essais Arcan-Mines; Modélisation numérique; Drucker-Prager généralisé
• Online Access: http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00819162; http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/81/91/62/PDF/2012ENMP0072.pdf

Les matériaux composites à matrice thermoplastique occupent de plus en plus un large domaine d'application grâce à leur aptitude à être recyclés et à être assemblés par fusion du polymère, encore appelée soudage. Parmi ces modes d'assemblage, le soudage laser propose de meilleures alternatives. Car, outre le fait qu'elle assure une meilleure tenue mécanique et un meilleur aspect esthétique, cette technique d'assemblage ne crée pas d'endommagement au sein du composite, à l'instar de certaines méthodes comme le rivetage, le vissage ou le boulonnage.L'objectif de ce travail est de proposer un modèle de rupture probabiliste de l'assemblage par faisceau laser d'un composite thermoplastique à fibres continues.Une description fine du matériau est d'abord effectuée par une approche multi-échelles dont le but était de pouvoir prédire le comportement macroscopique du composite de base connaissant les fluctuations locales de sa microstructure.La caractérisation mécanique de l'assemblage est ensuite effectuée par des essais multiaxiaux au moyen d'un dispositif spécifiques (Arcan-Mines) qui prend en compte l'état de confinement du joint soudé. Ce qui a permis de proposer un modèle de comportement élasto-plastique basé sur le critère de Drucker-Prager généralisé.Des tests par émission acoustique ont permis de faire l'hypothèse de l'existence d'un maillon faible au sein du joint soudé. La rupture est alors évaluée par le modèle statistique de Weibull. Un critère de rupture probabiliste basé sur le premier et le second invariant du tenseur des contraintes est finalement proposé.