Fatigue multi-physique de matériaux composites à matrice organique stratifiés croisés [0/90]_s pour applications aéronautiques

Département de Physique et Mécanique des Matériaux, Institut P’, CNRS, Université de Poitiers, ISAE-ENSMA, UPR 3346, 1 avenue Clément Ader, BP 40109, 86961 Futuroscope, Chasseneuil Cedex, France

^a Auteur de correspondance : federico.foti@ensma.fr

Reçu : 29 Février 2016
Accepté : 9 Juin 2016

Résumé

Ce travail porte sur la fatigue « multi-physique » de stratifiés composites modèles [0₂/90₂]_s « croisés » à fibres de carbone et à matrice organique (époxy), illustrant l’apparition et le développement d’endommagement lié à des sollicitations mécaniques cycliques (fatigue) dans des conditions environnementales (température et gaz) contrôlées. Les résultats montrent qu’un environnement oxydant (en particulier 2 bar d’O₂) affecte significativement la cinétique d’endommagement. Un simple modèle basé sur la mécanique de la rupture et sur la notion de taux de restitution d’énergie permet de mieux comprendre et quantifier les phénomènes observés.

Abstract

The work focuses on “multi-physical” fatigue of laminated model “cross-ply” [0₂/90₂]_s carbon fiber/organic matrix (epoxy) composites, illustrating the onset and the development of damage related to cyclic mechanical solicitations (fatigue) under controlled (temperature and gas) environment. Results show that an oxidizing environment (particularly 2 bar O₂) affects significantly damage kinetics. A simple model based on fracture mechanics and on the notion of energy release rate helps explaining and quantifying the observed phenomena.