Communication Dans Un Congrès Année : 2013

Confrontation expérimental/numérique de la résistance à la rayure d'un matériau polymère nu et revêtu

Tristan Bourrel
  • Fonction : Auteur
Céline d'Orleans
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1663819
  • IdRef : 077690141
Vincent Le Houerou
Joël Krier
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 766254
  • IdRef : 151242321
Christian Gauthier

Résumé

Notre connaissance des effets d'une rayure sur les surfaces polymères reste limitée : il existe un réel besoin de compréhension de comportement à la déformation et d'introduire des critères de fissuration pour les surfaces rayées, revêtues ou non. L'expérimentation donne des observations précieuses des phénomènes qui apparaissent durant la rayure (déformation dans le contact, fissuration, cloquage, laminage,...) et permet d'accéder au frottement. Cependant, l'accès aux champs de contraintes et de déformations dans le matériau n'est pas possible, ce qui est pourtant un élément clé pour la prédiction de l'amorce des fissures. D'abord nous utilisons un essai de rayure qui permet la visualisation in situ de la rayure si le matériau testé est transparent, et donc de voir les endommagements apparaitrent. De plus les dimensions de la zone de contact sont disponibles in situ et le coefficient de frottement est mesuré. Les endommagements, en termes de craquelures, fissurations et bandes de cisaillement sont identifiés sur trois polymères massifs (PMMA, CR39 & PC). En parallèle, nous utilisons la modélisation 3D par éléments finis pour étudier la réponse mécanique pendant la rayure de ces matériaux, afin de les comparer avec les résultats expérimentaux. L'objectif principal est de définir des critères d'endommagement afin de comprendre et prédire la rupture des matériaux soumis au contact glissant avec une pointe rigide de géométrie connue. A l'aide de la modélisation numérique, l'exploration locale des contraintes ainsi que de la déformation apporte des précisions primordiales sur la réponse du matériau au contact imposé : les critères d'amorçage de fissures ont été identifiés pour les trois matériaux polymères massifs d'intérêt. Enfin, le cas d'une surface revêtue a été étudié et l'apparition de délaminage et de fissuration du film a été explorée. Il en découle des pistes d'amélioration design/matériau pour la protection des substrats par dépôt de films minces.

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Citer

Tristan Bourrel, Céline d'Orleans, Vincent Le Houerou, Joël Krier, Christian Gauthier. Confrontation expérimental/numérique de la résistance à la rayure d'un matériau polymère nu et revêtu. CFM 2013 - 21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France. ⟨hal-03439703⟩

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