Modeling of the Thermomechanical Behavior of an Epoxy Resin Subjected to Elevated Temperatures and Experimental Verification

Ce travail présente une étude sur le comportement thermomécanique d'une résine époxy. Un montage expérimental a d'abord été développé afin de pouvoir réaliser des essais mécaniques sur des matériaux polymères à haute température. Ce montage permettait d'appliquer sur les échantillons des histoires de chargement complexes en contrainte et température, tout en permettant une mesure précise de la charge appliquée, de la déformation induite, de la température et du déplacement des mâchoires hydrauliques. Le montage fut utilisée afin d'étudier la réponse de la résine époxy à la fois selon des tests isothermes de fluage-recouvrance uniaxial ainsi que selon des histoires de chargement complexes en contrainte et température. Le comportement de la résine fut caractérisé d'après un nouveau modèle viscoélastique non linéaire de type Schapery. L'étude a d'abord tenté de vérifier la pertinence d'utiliser des données provenant de tests de fluage-recouvrance réalisés dans des conditions isothermes afin de déterminer les paramètres du modèle et prédire la réponse du matériau dans des conditions thermomécaniques complexes. Puis, des données provenant à la fois des courbes de fluage-recouvrance isothermes et des histoires de chargement complexes en contrainte et température furent utilisées afin d'obtenir les paramètres du modèle. Les résultats démontrèrent que cette approche ne permettait pas d'obtenir une amélioration significative des prédictions du modèle. Les paramètres du modèle de comportement furent finalement obtenus selon une nouvelle approche utilisant seulement l'information fournie par les histoires de chargement complexes en contrainte et température. Le modèle obtenu fut vérifié en comparant les données expérimentales avec les prédictions du modèle pour des essais de fluage-recouvrance. Les prédictions du modèle identifié avec cet ensemble de données ont fourni des résultats satisfaisants. Ces résultats présentent une source de motivation pour de futures recherches visant à concevoir des tests optimisés afin d'obtenir des paramètres fiables avec un nombre limité de données expérimentales.