Instabilités de déformation pendant l'étirage des polymères solides
Résumé
Les procédés de mise en forme des polymères à l'état solide (thermoformage, emboutissage, étirage de films et de fibres) sont affectés par des phénomènes d'instabilités plastiques. Ces instabilités correspondent à différents mécanismes de localisation de la déformation : a) à l'échelle microscopique (quelques nm), cascades de changements conformationnels des macromolécules ; b) à l'échelle mésoscopique (quelques μm), bandes de cisaillement, hétérogénéités intra-sphérolitiques et microcraquelures ; c) à l'échelle macroscopique (quelques mm), strictions diffuses et pliages. Ces phénomènes sont interprétés sur la base de la loi de comportement intrinsèque du matériau qui exprime l'influence de la déformation et de la vitesse de déformation sur la contrainte d'écoulement plastique. Cette loi reflète directement les modifications structurales subies par le matériau dans les conditions de l'essai. Par ailleurs, elle donne les informations nécessaires à la modélisation des instabilités à l'aide de techniques de calcul telles que la Méthode des Différences Finies. Deux cas modèles sont étudiés avec une attention particulière : la traction uniaxiale de cylindres de Polyéthylène à Haute Densité d'une part, et l'étirage en déformations planes de films minces de Polytérephtalate d'Ethylène Glycol d'autre part.
Mots clés
crazing
difference equations
necking
plastic flow
polymers
forming processes
solid polymers
thermoforming
stamping
fiber stretching
plastic instability phenomena
strain localization mechanisms
conformational changes
macromolecules
shear bands
intra spherulitic inhomogeneities
crazes
diffuse necking
kinking
intrinsic constitutive equation
strain
plastic flow stress
deformation
Finite Difference Method
uniaxial tension
High Density Polyethylene cylinders
plane strain stretching
Polyethylene Terephthalate thin films
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