Effect of hygrothermal relaxation stresses during ageing for composite plates

Effet des contraintes hygrothermqiues de relaxation durant le vieillissement des plaques composites

¹ Laboratoire des Sciences Aéronautiques, Université de Blida, BP 270 Soumaa, 09000 Blida, Algeria
² Laboratoire des Matériaux et Hydrologie, Université de Sidi Bel Abbes, BP 89 Ben M’hidi, 22000 Sidi Bel Abbes, Algeria

Received: 20 July 2010
Accepted: 24 March 2011

Abstract

The use of polymer matrix composites in applications such as the high speed civil transport requires a deep understanding of the influence of hygrothermal loading on behaviour of structures. The apparent degradation of properties in elevated temperature may be more important when residual stresses are present. These stresses are induced by both hygroscopic and thermoelastic characteristics of composites. This paper focuses on the evaluation and the modelling of effects of moisture, temperature, and hygrothermal loading on the response of unidirectional composite materials. The imposed environmental conditions were considered to be representative of service conditions for a structure in missions subjected to a variation of temperature and humidity. The principal aim of this study is to give a contribution in understanding the behaviour of the stress relaxation and the micromechanical reduction of properties during the desorption phenomena of laminated composite plates.

Résumé

L’utilisation de composites à matrice polymère dans des applications telles que le transport civil haute vitesse nécessite une compréhension profonde de l’influence du chargement hygrothermique sur le comportement des structures. La dégradation apparente des propriétés à température élevée peut être plus importante lorsque des contraintes résiduelles sont présentes. Ces contraintes sont induites par les deux caractéristiques hygroscopiques et thermoélastiques des composites. Cet article met l’accent sur l’évaluation et la modélisation des effets de l’humidité, de température et de chargement hygrothermique sur la réponse de matériaux composites unidirectionnels. Les conditions environnementales imposées ont été considérées comme représentatives des conditions de service pour une structure en missions soumis à une variation de température et d’humidité. Le but principal de cette étude est de contribuer à la compréhension du phénomène de relaxation des contraintes ainsi qu’à celui de la réduction des propriétés micromécanique durant les phénomènes de désorption de plaques composites stratifiés.