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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 26/1 - 2016  - pp.115-126  - doi:10.3166/rcma.26.115-126
TITRE
Comparaison des limites de fatigue de composites thermoplastiques, obtenues par la courbe SN et par la méthode d'auto-échauffement

TITLE
Comparison of fatigue limits obtained on thermoplastic composites from SN curve and self-heating method

RÉSUMÉ

Afin de répondre aux exigences d’allègement, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans l’industrie automobile ou aéronautique. Leurs bonnes propriétés mécaniques ainsi que leur tenue en fatigue offrent de nombreux avantages par rapport à des matériaux plus traditionnels. Toutefois, la conception et le dimensionnement de structures en composite passe par la connaissance de leur comportement en fatigue et plus précisément par la détermination de la limite d’endurance. Les méthodes classiques, généralement utilisées, sont longues et coûteuses. Dans cet article, nous proposons d’appliquer la méthode d’autoéchauffement qui a été développée sur les matériaux métalliques et validée sur les composites thermodurs. Le matériau considéré est un PA66 renforcé de fibres carbone, tissé. Des essais de fatigue et d’auto-échauffement ont été menés et comparés sur 2 configurations ([0°] et [+/- 45°]). Les résultats obtenus en auto-échauffement montrent que les mécanismes mis en jeu sont différents en fonction de la direction considérée, et également de ceux obtenus sur des thermodurs. Une nouvelle approche est donc développée pour ces matériaux. Les résultats sont en bon accord avec ceux obtenus par la courbe SN.



ABSTRACT

To achieve weight reduction of structures, composite materials are used extensively in different industrial applications as aerospace and automotive. Their high mechanical performances and good fatigue durability offer advantages compared to more traditional materials. To be able to design composite parts, it is necessary to characterize their fatigue behavior and specifically to evaluate fatigue limit. All fatigue tests generally used for this determination take long time and are potentially very costly. In this paper we propose to apply on thermoplastic composites, the self-heating method, which has been developed and validated initially on carbon/epoxy composite materials.The material under consideration is a woven made of carbon fibers and PA66 matrix. Fatigue tests are conducted on two stacking sequences ([0°] and [+/-45°]). The results show that during self-heating tests at room temperature, the mechanisms leading to the increase in temperature are different compared with those observed in thermoset matrix composite systems. This means that a new analysis of the results must be developed to obtain the limit of fatigue. The fatigue limit obtained with this method, is successfully compared with results from classical SN curves.



AUTEUR(S)
Catherine PEYRAC, Fabien LEFEBVRE, Ophélie WESTPHAL, Laurent GORNET

MOTS-CLÉS
fatigue, composites thermoplastique, auto échauffement.

KEYWORDS
fatigue, thermoplastic composites, self-heating.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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