Identification du comportement mécanique des polymères grâce à des essais de dureté instrumentés

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Identification du comportement mécanique des polymères grâce à des essais de dureté instrumentés

Auteur(s) : Eric FELDER

Relu et validé le 24 janvier 2024 | Read in english

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RÉSUMÉ

Le comportement mécanique des polymères solides (viscoélasticité à faible déformation, élasto-viscoplasticité avec écrouissage à plus forte déformation) est d'abord présenté. Puis on montre comment la conduite judicieuse des essais d’indentation instrumentée (suivi de la force et du déplacement lors des phases de pénétration et de retrait de l’indenteur) et la simulation numérique des essais permettent d’identifier les grandeurs caractérisant la rhéologie des polymères pour des modèles rhéologiques de complexité croissante.

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AUTEUR(S)

  • Eric FELDER : Ingénieur civil des Mines de Paris - Docteur es Sciences - Maître de Recherches Honoraire à Mines-ParisTech, Paris, France

 INTRODUCTION

Depuis l’invention de l’essai de dureté par Brinell vers 1900 en utilisant comme indenteur une bille d’acier dur et en mesurant la taille de l’empreinte résiduelle sur une tôle d’acier, la mise en œuvre de cet essai s’est considérablement diversifiée : utilisation de pyramides en diamant (Vickers, Knoop et Berkovich) et de billes en carbure de tungstène lié cobalt WC-Co, développement de machines de micro-dureté et de nano-indentation, mesure de la courbe force P -déplacement durant les phases où la pénétration h de l’indenteur augmente, puis diminue (essai d’indentation instrumentée). Ces essais se pratiquent sur la plupart des matériaux : alliages métalliques, céramiques et polymères. Les articles précédents (voir ci-dessous) ont présenté l’interprétation mécanique de l’essai de dureté dans le cas principalement des alliages métalliques, tout en précisant certains points relatifs aux céramiques. Les polymères sont de plus en plus utilisés comme revêtements dans les industries automobiles, mécaniques et optiques et on ne dispose le plus souvent que des essais d’indentation instrumentée pour caractériser leurs propriétés mécaniques. Le but de cet article est de présenter d’abord les caractéristiques principales du comportement mécanique des polymères, puis de montrer comment on peut les déterminer à partir des résultats des essais d’indentation instrumentée.

Cet article est le dernier d’une série de cinq articles, les quatre précédents sont :

  • dureté des corps et analyse qualitative   [M 4 154]  ;

  • dureté des métaux courants . Cas limite rigide-plastique   [M 4 155]  ;

  • ...

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MOTS-CLÉS

comportement viscoélastique   |   comportement élasto-viscoplastique   |   paramètres rhéologiques   |   polymères solides

DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3139

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