Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Yvon CHEVALIER : Professeur des Universités - Responsable de groupe de recherche vibroacoustique (GRV) au Laboratoire d’ingénierie des structures mécaniques et des matériaux (LISMMA) à l’Institut supérieur des matériaux et de la construction mécanique (ISMCM)
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Les matériaux composites à matrice organique possèdent des propriétés d’amortissement essentiellement dues au caractère viscoélastique de la matrice et aux propriétés d’interface fibre-matrice. Ces propriétés dépendent plus ou moins fortement de la fréquence et de la température. Au niveau des composites, ces propriétés ont une dépendance directionnelle ce qui implique que ce type de matériau composite est un milieu amortissant anisotrope.
Si les propriétés d’élasticité du composite peuvent être déterminées par des essais quasistatiques, les propriétés d’amortissement nécessitent, par essence, l’utilisation des essais dynamiques. Dans la première partie de l’analyse consacrée aux essais dynamiques sur composites nous avons examiné les principes et les dispositifs d’essais permettant d’obtenir les modules techniques d’un matériau composite (excepté le coefficient de Poisson) pour des fréquences n’excédant pas la dizaine de kilohertz. Cette seconde partie, consacrée aux essais par propagation d’ondes sur composites, vient compléter le dispositif « essais dynamiques » en agissant dans deux directions : compléter la matrice des rigidités (ou des souplesses) et connaître le matériau à des fréquences largement supérieures à la dizaine de milliers de hertz.
Les dispositifs, basés sur la propagation d’ondes, doivent éviter les phénomènes d’ondes stationnaires ce qui implique de réaliser des essais en milieux semi-infinis. En d’autres termes, la longueur d’onde doit être très inférieure à la taille de l’échantillon de matériau. Compte tenu de la vitesse des ondes dans les composites (2 000 à 5 000 m/s) les essais doivent être menés à des fréquences ultrasonores. Nous illustrerons l’ensemble des essais dynamiques en caractérisant un composite viscoélastique à fibres unidirectionnelles et un composite stratifié se présentant sous forme de tube cylindrique.
Cet article constitue le second volet d’une série consacrée aux essais dynamiques sur composites :
-
Essais dynamiques sur composites. Caractérisation aux basses fréquences ;
-
Essais dynamiques sur composites. Caractérisation aux hautes fréquences ;
-
Essais dynamiques sur composites. Pour en savoir plus.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Exemple de caractérisation des matériaux composites
En anglais
1. Essais par propagation d’ondes ultrasonores
Les ultrasons sont bien connus des ingénieurs dans les problèmes de contrôle non destructif . L’application des ondes ultrasonores dans le domaine des propriétés de rigidité et d’amortissement des matériaux composites est moins bien connue. Les avantages sur d’autres types d’essais sont multiples : comme les essais vibratoires, ce sont des essais non destructifs qui permettent de déterminer la quasi-totalité des modules d’élasticité et une bonne partie des coefficients d’amortissement d’un matériau composite sur un seul échantillon, ce qui évite les problèmes de dispersion et simplifie la mise en œuvre.
Ces techniques ultrasonores sont basées sur la mesure de la vitesse de phase d’une onde de volume plane se propageant à travers le matériau. L’onde, qui véhicule huit informations (direction de propagation : 2 ; polarisation : 2 ; amplitude : 1 ; nombre d’ondes : 1 ; fréquence : 1 ; atténuation, si le matériau est amortissant : 1) donne une grande souplesse à la méthode. Les concepts de base relatifs à la propagation des ondes dans les milieux anisotropes sont clairement exposés par exemple dans les ouvrages cités en références .
1.1 Principe de la méthode
La méthode de mesure repose sur les deux objectifs suivants :
-
créer des ondes planes dans le matériau composite d’une part (relation [1]) ;
-
quantifier et mesurer la vitesse de phase de ces ondes d’autre part.
Si
est le vecteur de position du point courant du matériau composite, le mouvement s’effectue par ondes planes de volume si le déplacement
est de la forme :
( 1 )
avec i nombre imaginaire tel que :
- i2 :
- =...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Essais par propagation d’ondes ultrasonores
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CINQUIN (J.) - Les composites en aérospatiale. - [AM 5 645] Traité Plastiques et Composites (2002).
-
(2) - LUCAS (D.) - Les matériaux composites en construction navale militaire. - [AM 5 660] Traité Plastiques et Composites (2000).
-
(3) - GLOAGUEN (J.-M.), LEFEBVRE (J.-M.) - Nanocomposites polymères/silicates en feuillets. - [AM 5 205] Traité Plastiques et Composites (2007).
-
(4) - CHEVALIER (Y.) - Essais dynamiques sur composites – Caractérisation aux basses fréquences. - [AM 5 400] Traité Plastiques et Composites (2002).
-
(5) - CHEVALIER (Y.) - Essais dynamiques sur composites – Caractérisation aux hautes fréquences. - [AM 5 401] Traité Plastiques et Composites (2003).
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Bruel et Kjaer (excitateurs électromécaniques, analyseurs de spectre, accéléromètres, éléments de montage) http://www.bksv.fr
Metravib (dispositif de mesure complet) http://www.01db-metravib.com
Hewlet-Packard (générateurs de signaux, oscilloscopes) http://www.hp.com
Sofranel (capteurs ultrasonores, générateurs de signaux) http://www.sofranel.com
Lescate (propagation d'ondes ultrasonores dans l'air) http://www.lescate.com
MB Électronique http://www.mbelectronique.fr
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Plastiques et composites
(397 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
