Soutenance publique de thèse de doctorat à l'ETSi

Date : mercredi 5 juillet 2023.

Heure : 17h00

Lieu : Salle du Professeur Juan Larrañeta, École Technique Supérieure d'Ingénierie de l'Université de Séville.

Le doctorant Serafín Sánchez Carmona soutiendra publiquement sa thèse de doctorat intitulée "Mécanismes d'endommagement et de rupture en fatigue dans les composites à fibres longues à plis ultra-minces", dirigée par les professeurs Elena Correa Montoto et Alberto Barroso Caro et supervisée par Federico París. Carballo , du Département de Mécanique des Médias Continus et Théorie des Structures de l'École Technique Supérieure d'Ingénierie de l'Université de Séville

L'étude du comportement en fatigue des matériaux composites présente un grand intérêt dans le domaine scientifique du fait du caractère non statique des charges subies par une structure en service. Ces dernières années, l’apparition de feuilles ultrafines, allant jusqu’à 15 à 20 µm d’épaisseur, a pris une importance particulière après avoir trouvé une explication physique à l’existence de « l’effet d’échelle » dans les matériaux composites.

Ce travail présente une étude détaillée, à la fois expérimentale et numérique, de l'apparition d'endommagements dans des stratifiés croisés de fibres longues de carbone et de résine époxy sous chargement cyclique de traction-traction, faisant varier l'épaisseur de la couche de 90° (de 30 à 150 g/m2) afin d'analyser s'il existe un effet d'échelle de fatigue.

Le travail expérimental approfondi a consisté, tout d'abord, à caractériser les propriétés mécaniques et thermiques des différents préimprégnés utilisés en plus de l'analyse de l'effet de différentes conditions de fabrication et d'essais sur la résistance à la fatigue de stratifiés unidirectionnels à 90° fabriqués avec matériau d'épaisseur conventionnel et ultra-mince ; et, d'autre part, dans une observation microscopique exhaustive de l'apparition des dommages dans les différents stratifiés croisés de fatigue, en faisant varier l'épaisseur de la couche à 90° d'une épaisseur ultra fine (30 g/m2) à une épaisseur conventionnelle (supérieure à 120 g /m2).

L’apparition d’un mécanisme de rupture non conventionnel, en particulier le décollement longitudinal sous la charge appliquée, a conduit à une analyse numérique détaillée du fameux « effet de bord » lorsqu’il s’agit d’épaisseurs ultra-minces, mettant en évidence l’apparition d’un état de chargement biaxial à le bord des éprouvettes même lorsque seules des contraintes de durcissement résiduelles existent. Les résultats de cette étude numérique ont été corroborés par la tomodensitométrie 3D.

Tout cela a conduit à corroborer l'existence d'un « effet d'échelle » en fatigue après l'observation d'un retard dans l'apparition des différents mécanismes de rupture lors de l'utilisation de tôles ultra fines par rapport à celles réalisées en matériau composite stratifié avec des tôles. d'épaisseur conventionnelle.