Développement de méthodes de simulation pour l'analyse du comportement aux dommages de résines époxydes
Institution:
ValenciennesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The demand for high-ends product is continuously rising. Therefore, it is more than ever important to be able to predict the deterioration under service conditions. The focus of this work lies on a toughened epoxy resin used for electronic packaging with the scope of investigating the lifetime of this material with the help of continuum damage mechanics. For this purpose, strain- controlled fatigue experiments at several temperatures were performed, and a method to extract damage from the strain- stress hysteresis curve is suggested. Tests were performed on annealed samples in order to minimize thermally activated ageing effects. The lifetime of the experiments was analyzed via Weibull analysis, and in order to determine the uncertainty, the bootstrap method was applied. Thanks to this powerful tool, it is possible to calculate a 90% confidence interval, which gives more information on the uncertainty of the lifetime. Further, the fatigue experiments were simulated with a linear viscoelastic damaged model. Three damage models are suggested which are based on a viscoplastic damage model proposed by Lemaitre. In order to identify the model parameter is by reverse engineering, an innovative method has been used in this work. Indeed, the Design of Experiment (DoE) provides a systematic study of the influence of the model parameters on the damage variable. Hence, it was possible to determine the best model to fit the experiments.
Abstract FR:
La demande de produits de haut de gamme est chaque jour plus élevée. C'est pourquoi il est plus que jamais important d'être capable de prédire la détérioration dans les conditions de service. L'attention de ce travail est portée sur une résine époxy renforcée utilisée pour l'encapsulation de composants électroniques avec comme but l'étude de la durée de vie de ce produit à l'aide de la mécanique de l'endommagement. A cette fin, des expériences de fatigue oligo- cyclique pilotées en déformation ont été réalisées et une méthode d'extraction de l'endommagement grâce à l'hystérésis contrainte- déformation est proposée. Les tests ont été réalisés sur un matériau recuit, afin d'éliminer les effets de vieillissements activés thermiquement. La durée de vie des expériences a été analysée en utilisant la distribution de Weibull, et dans le but de mieux la connaître, des analyses Bootstrap ont été faites. Grâce à cet outil puissant, il est possible de construire un intervalle de confiance à 90%, ce qui donne bien plus d'informations sur l'incertitude de la durée de vie. D'un autre côté, ces expériences de fatigue ont été simulées avec une loi de comportement linéaire viscoélastique endommagé. Trois modèles d'endommagement sont suggérés et sont basés sur un modèle d'endommagement viscoplastique proposé par Lemaitre. Si l'identification des paramètres des modèles avec des expériences est préférable, une méthode innovatrice a été utilisée dans ce travail. En effet le Plan d'Expérience (DoE) fournit une étude systématique de l'influence des paramètres des modèles sur l'endommagement ce qui permet de déterminer le meilleur modèle pour ajuster les expériences.