Développement d’une approche explicite du couplage entre vieillissement hygrothermique et dégradation par fatigue des composites unidirectionnels à fibres de verre sollicités longitudinalement

Development of an explicit approach of the coupling between hygrothermal ageing and fatigue damaging of unidirectional glass fibres composites longitudinally loaded

¹ Ecole Centrale de Lyon, Laboratoire IFoS, 69131 Ecully Cedex
² Institut Français du Pétrole, 92582 Rueil-Malmaison

Résumé

Sous l’action de l’eau et d’un chargement de flexion longitudinale, la durabilité des composites unidirectionnels à renfort verre est conditionnée par la rupture différée de monofilaments sur la face en traction des éprouvettes. La confrontation des cinétiques de rupture des fibres au sein d’écheveaux et de composites soumis à des sollicitations statiques en milieu humide montre que ce phénomène est attribuable à des mécanismes de corrosion sous contrainte. En outre, la corrélation entre rigidité macroscopique et nombres de fibres rompues permet de justifier certaines des propriétés particulières des cinétiques de perte de raideur d’un composite en relaxation.

Abstract

Under combined moist environments and longitudinal flexural loading, the durability of unidirectional glass fibres composites relies upon delayed fibre fracture processes occurring on the tensile side of the samples, by virtue of sub-critical crack growth. This paper shows some experimental evidences of this phenomenon from the analysis of the kinetics of fibre breakage in dry bundles and in composites subjected to static loading in moist environment. The existence of a relationship between the stiffness and the number of broken fibres has also been used to establish some of the characteristic properties of the global rigidity losses under static or cyclic loading.