Caractérisation de l'endommagement d'un Composite à Matrice Céramique SiC/SiC tissés 3D sous sollicitation de traction
Résumé
Les propriétés mécaniques et thermiques font des composites à matrice céramique (CMC), des matériaux de plus en plus recherché. Leur emploi est notamment envisagé dans les pièces d’arrière-corps pour moteurs d’avions civils comme alternative aux solutions métalliques. Herakles (groupe SAFRAN) développe un CMC SiC/SiC 3D pour leur futur moteur d’avion civil. Notre projet s’inscrit dans les études du matériau destiné aux futures aubes de turbine. L’objectif est de formuler un modèle de comportement macroscopique prenant en compte la microstructure complexe de ce CMC tissé 3D. Une approche macroscopique, basée sur des valeurs matériaux obtenues par des essais ultrasonores, couplée à une méthode micromécanique par changement d’échelles, est bien adaptée à ce composite. Elle conduit à une meilleure compréhension de son comportement non linéaire. Les CMC SiC/SiC 3D possèdent un comportement endommageable qui résulte de la fissuration de leurs constituants fragiles (fibres, matrice, interphase) à diverses échelles (fils et tissu). L’observation de micrographie d’éprouvettes rompues révèle différents mécanismes de fissuration d’orientations et d’échelles diverses. La détermination des composantes du tenseur de rigidité s’obtient grâce à la mesure des vitesses de phase d’ondes élastiques se propageant au sein du matériau. À partir des variations du tenseur de rigidité de diverses éprouvettes sollicitées en traction simple et en traction cyclée, nous avons dégagé un comportement et un mode d’endommagement typique du CMC SiC/SiC 3D. La confrontation des mesures ultrasonores et des prévisions numériques confirme les orientations des réseaux de fissuration et les cinétiques d’évolution. Les couplages entre les différents modes d’endommagement ont été mis en évidence.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte