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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 26/1 - 2016  - pp.63-85  - doi:10.3166/rcma.26.63-85
TITRE
Étude d'assemblages collés soumis à des sollicitations statiques ou de fatique

TITLE
Study of adhesive joints understatic and fatigue loading

RÉSUMÉ

Le collage structural, technologie d’assemblage par adhésion, est apparu il y a moins d’un siècle. Présent dans tous les domaines de l’industrie et en particulier dans celui des transports, son développement est principalement dû à un avantage considérable : son utilisation permet de réaliser des gains de masse. En effet il permet d’assembler des matériaux difficilement assemblables : par exemple les composites et les métalliques. Dans ce but, de nombreuses études ont été menées afin d’identifier le comportement du collage structural et d’en assurer les performances, en visant une application bien précise. À l’heure actuelle certaines performances ne sont pas totalement maîtrisées, dont la prédiction du comportement sur le long terme. Ce point, en phase de conception, est essentiel pour l’industrie. De plus, l’absence de normes concernant la caractérisation des assemblages collés constitue une barrière pour la maîtrise de cette technologie. C’est autour de cette problématique que notre étude a été réalisée. Dans ce travail, nous avons caractérisé deux adhésifs en sollicitation quasi statique et en sollicitation de fatigue. Différents types d’essais ont été effectués, (essais de traction, essais Arcan-Mines, essais TAST et essais de simple recouvrement). Pour le comportement quasi statique, un critère de Drucker-Prager modifié, prenant en compte la sensibilité à la contrainte hydrostatique et à la vitesse de sollicitation, est proposé pour décrire le comportement d’adhésifs du type visco-élasto-plastique, lors de sollicitations complexes. Les paramètres du modèle ont été identifiés lors des essais mécaniques et validés à l’aide de simulations par élément finis. La durée de vie du collage en fatigue répétée a été étudiée avec plusieurs types de sollicitations : cisaillement pur, cisaillement et contraintes normales, traction triaxiale. Les courbes de Wöhler obtenues nous ont permis d’établir un critère généralisé, de rupture en fatigue, pour différents nombres de cycles donnés. La limite d’endurance a été déterminée pour l’un des adhésifs pour toute combinaison des charges appliquées, alors que l’autre adhésif montrait une limite d’endurance uniquement pour la sollicitation en cisaillement.



ABSTRACT

This study deals with the characterization of two adhesive joints under quasi static and fatigue loading. Different testing systems were involved. For quasi static loading, the complex behaviour model based on modified Drucker-Prager criterion taken into account hydrostatic stress and rate dependence was proposed to describe the elasto-visco-plastic behaviour of adhesives. The model’s parameters were determined and validated from experiments with the aid of finite element simulations (FEM). For fatigue loading, the lifetime of adhesives was studied. S-N curves was established and extended a failure criterion for any number of cycles. Endurance limit was determined for any combination of applied load for one adhesive, while another adhesive showed the endurance limit only in shear loading.



AUTEUR(S)
Baramee PATAMAPROHM, Ekkarin PHONGPHINITTANA, Clément GUINAULT, Vladimir GANTCHENKO, Jacques RENARD, Jean-Pierre JEANDRAU, Catherine PEYRAC, Fabien LEFEBVRE

MOTS-CLÉS
critères de Drucker-Prager, collage structural, simulations par éléments finis, fatigue multiaxiale.

KEYWORDS
Drucker-Prager criterion, adhesive joint assembly, FEM simulations, fatigue.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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