Modélisation du comportement tribologique des élastomères chargés
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Date
2016
Authors
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
La modélisation du comportement anisotrope des matériaux renforcés de fibres, come le
caoutchouc, est actuellement de grande importance pour de nombreux secteurs industriels. En effet,
une description précise de la réponse et l’endommagement mécaniques de tels matériaux permet
d’augmenter la durée de vie de ces matériaux qui généralement évolue sous plusieurs conditions
d’environnement. Dans cette investigation, la théorie et l’analyse par la méthode des éléments finis du
matériau anisotrope renforcé sont présenté. Le modèle mécanique adopté pour cette étude est
implémenté dans uns code calcul « Abaqus » en utilisant un schéma implicite. Une famille de fibre est
considérée dans ce travail. L’effet de l’orientation des fibres, compressibilité, incompressibilité et
paramètres du matériau sont mises en évidence. Les résultats obtenus montrent la capacité du modèle
de reproduire des résultats connus et une orientation optimale peut être retrouvée.
Plus loin, nous avons pris en compte l’endommagement du matériau sous chargement monotone et
cyclique, connu par l’effet Mullins. En introduisant cet accouplement nous permet de distinguer le
changement de rigidité due à l’orientation des fibres, l’état compressibilité, l’état incompressible et le
choix des paramètres du matériau et l’endommagement dans le matériau.
La deuxième partie de l’étude du matériau hyperélastique est sa caractérisation expérimentale à la
résistance à l’usure. Nous sommes confrontés aux difficultés complexes pratiques et la mise en oeuvre
d’une étude expérimentale due aux complexités des mécanismes de déformations et d’arrachement de
la matière à la surface et les interactions très marquées entre les paramètres tribologiques. Nous avons
présenté des résultats pour l’étude de deux type de contact : contact Plan/Plan et contact linéaire.
L’étude de l’interaction « matériau/indenteur » implique des actions dépendante et momentané des
différents paramètres tribologiques. En conséquent, le phénomène régissant cette interaction n’est pas
aisé à expliquer. L’analyse de l’influence des paramètres tribologique sur l’usure des
élastomères nous a conduits à développer un schéma de modèle d’usure analogue au modèle
de coupe en usinage. La visualisation de l’état de dégradations des élastomères au MEB nous fournit
des informations sur la morphologie des facies d’usure et des débris arrachés par frottement aux
surfaces de contact.
Description
138 f. : ill. ; 30cm. (+ CD Rom)
Keywords
Elastomère : industrie, Matériau anisotrope, Matériau hyperélastique
Citation
Génie Mécanique