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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 23/1 - 2013  - pp.69-84  - doi:10.3166/rcma.23.69-84
TITRE
Influence de la température sur les propriétés mécaniques et l’endommagement d’un composite carbone-thermoplastique

TITLE
Influence of temperature on mechanical properties and damage of a carbon thermoplastric composite

RÉSUMÉ

Cet article propose une caractérisation thermomécanique d’un matériau composite à matrice organique thermoplastique thermostable renforcé par fibres de carbone. Les caractéristiques thermiques ainsi que les propriétés mécaniques sont étudiées sur une gamme de température s’étendant de l’am biante à 200°C. Un suivi de l’endommagement sous sollicitation thermomécanique est réalisé avec une technique de contrôle non destructif : l’émission acoustique. Cet article met en évidence l’influence de la température sur la résistance ultime et le mode de rupture du matériau sous sollicitations mécaniques dans le sens des fibres. Ces variations sont attribuées à la modification des forces d’adhésion à l’interface fibre/matrice. La ténacité à la rupture interlaminaire est également largement affectée par la température. Le taux de restitution d’énergie critique en mode 1(G1c) diminue d’environ 60% entre l’ambiante et 110°C. Ce travail montre enfin que la signature acoustique des différents modes d’endommagement est sensiblement affectée par la température.



ABSTRACT

This paper investigates the thermomechanical behavior of carbon fibre reinforced high performance thermoplastic composite. The thermal characteristics and mechanical properties are determined over a temperature range extending from ambient to 200°C. Damage under thermomechanical loading is studied with a non destructive technique: Acoustic emission. This paper shows the influence of temperature on the specimen tensile breakage and ultimate strength in the fibre direction. This change is attributed to a modification of the adhesion forces at the fibre /matrix interface. The interlaminar fracture toughness is also shown to be influenced by temperature. The strain energy release rate determined in mode 1 delamination (G1c) decreases of approximately 60% from ambient temperature to 100°C. This work also points out that acoustic signature of the different damage modes is significantly affected by temperature.



AUTEUR(S)
Xavier GABRION, Vincent PLACET, Mohammed LAMINE BOUBAKAR

MOTS-CLÉS
omposite haute performance, matrice thermoplastique thermostable, haute température, émission acoustique

KEYWORDS
High performance, thermostable thermoplastic matrix, composite, high temperature, acoustic emission

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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