Endommagement en fatigue du PA66 renforcé par des fibres de verre courtes : modélisation micromécanique et stratégie d'identification multi - échelles

Abstract

Cet article présente un modèle micromécanique visco-endommageable pour les composites à matrice thermoplastique renforcée par des fibres de verre courtes et soumis à un chargement en fatigue. L'approche multi-échelles développée est fondée sur la méthode de Mori-Tanaka, modifiée afin d'inclure des inclusions enrobées et l'évolution des mécanismes d'endommagement à l'échelle microscopique. Le modèle développé intègre les cinétiques d'endommagement tout en tenant compte de la viscoélasticité matricielle et de la microstucture. La prise en compte de ces derniers se base sur des travaux précédemment menés par les auteurs sur le PA66/GF30 moulé par injection [3-5]. Des scénarios d'endommagement ont été proposés et regroupent trois mécanismes : la décohésion interfaciale fibre­ matrice, la fissuration matricielle et les ruptures de fibres. Chaque mécanisme d'endommagement est associé à une loi d'évolution dépendant des champs de contraintes à l'échelle microscopique. La loi constitutive du volume élémentaire représentatif est implémentée dans Abaqus en tant qu'User MATerial subroutine. L'identification du modèle se fait par méthodes inverses, bénéficiant ainsi des résultats multi-échelles précédemment obtenus à l'aide de tests in-situ au MEB ou à partir de l'analyse quantitative et qualitative de données issus de la microtomographie. La validation expérimentale est réalisée par des tests en fatigue contrôlés en déformation.