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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 22/1 - 2012  - pp.115-130  - doi:10.3166/rcma.22.115-130
TITRE
Approche expérimentale et modélisation du comportement en compression confinée quasi statique et dynamique PMMA

TITLE
Experimental approach and modeling of the quasi-static and dynamic confined behaviour of PMMA

RÉSUMÉ

Dans cette étude, des essais de compression quasi oedométrique quasi statiques et dynamiques ont été conçus et réalisés avec des cellules de confinement épaisses en laiton. La loi constitutive de la cellule en laiton étant connue, des jauges collées sur sa surface latérale permettent la mesure de la pression de contact entre l’échantillon et la cellule de confinement. Ainsi l’état de contrainte (pression hydrostatique et contrainte équivalente selon le critère de Huber-Mises) peut être obtenu. Les essais quasi statiques et dynamiques effectués dans une gamme de vitesses de déformation variant de 1E-3/s à 1E3/s ont été traités avec cette méthode et comparés aux résultats d’essais de compression simple. La résistance du PMMA en compression apparaît faiblement influencée par le niveau de pression et beaucoup plus sensible à la vitesse de déformation. Un comportement élastique fragile est observé à des vitesses de déformation élevées dans des conditions non confinées ou confinées, tandis qu’un comportement de type élastoplastique est constaté sous chargement quasi statique. À la lumière des résultats expérimentaux, un nouveau modèle a été proposé pour décrire la sensibilité du PMMA à la vitesse de déformation et à la pression, ainsi que le comportement adoucissant ou durcissement observé à travers les essais.



ABSTRACT

In the present study, quasi-static and dynamic quasi-oedometric compression tests have been developed and performed with thick confining rings made of brass. The constitutive law for the metal of the ring being known, gauges glued on its lateral surface allow for the measurement of the contact pressure at the specimen-cell interface so the stress state (hydrostatic pressure and Huber-Mises stress) in the specimen is deduced. Quasi-static and dynamic tests performed in a strain-rate range of 1E-3/s – 1E3/s have been processed with the method and compared to results of unconfined compression tests. The confined strength of PMMA is seen to be weakly influenced by the level of pressure and much more sensitive to strain-rate: an elastic brittle behaviour is observed at high strain-rates in unconfined or confined conditions whereas an elastoplastic behaviour is noted under quasistatic loading. Based on the experimental results a new constitutive model was also proposed to describe the strain rate and pressure sensitivity as well as the strain hardening or softening behaviour observed in the experiments.



AUTEUR(S)
Pascal FORQUIN, Makrem NASRAOUI

MOTS-CLÉS
PMMA, sensibilité à la vitesse de déformation, compression confinée, essais quasi statiques et dynamiques, modélisation

KEYWORDS
PMMA polymer, strain rate sensitivity, confined compression, quasi-static and dynamic testing, modelling.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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