Etude du comportement mécanique, en relation avec la microstructure, d'un composite céramique-céramique SiC/MAS-L
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The present study concerns the mechanical behaviour of composite SiC/MAS-L 2D and is basically divided into three large stages. The first stage consists of continuous/monotonic tensile tests and thereby a non-linear as well as a non-elastic behaviour was observed for the present material. Fatigue characteristics were observed under a periodic mode of loading and a change in the material behaviour was observed. This finally led to either a stability in the material behaviour or to fracture at a given stress well-known as the 'fatigue limit'. In the second part the fracture behaviour was characterized with a new approach : p(2u) curves. The said graphics hence represent the crack opening-stress in function of its opening displacement and thus have a direct role to play in the mechanical and microstructural study, notably in measuring the resistance to crack-opening. Finally surface rupture studies reveal the importance of residual stresses a_s well as the prime role of the asperities in the interfaces on the interfacial shear stress (ISS). The value of ISS was observed to be in the order of 3 MPa. A comparative study between the pull-out length of tensile and fatigue specimens showed that the fatigue effect results in the diminution of ISS due to the abrasion of interfacial asperities.
Abstract FR:
L'étude du comportement mécanique du composite SiC/MAS-L 2D s'est faite en trois grandes parties. Tout d'abord, l'étude en traction monotone met en évidence un comportement fortement non linéaire non élastique. Un effet de fatigue est constaté lors d'une sollicitation périodique en traction-traction qui mène. Soit à un comportement stable du matériau, soit à la rupture. La limite entre les deux comportements correspond à la limite de fatigue. Puis, une étude du comportement à la rupture a nécessité la mise au point d'une nouvelle approche : les courbes p(2u). Ces courbes représentent la force de pontage d'une tissure matricielle en fonction de l'ouverture de cette fissure. Elles permettent d'accéder à des caractéristiques mécaniques et microstructurales. Enfin, l'intégration de ces courbes permet d'obtenir l'accroissement de la résistance à l'ouverture de fissure. Finalement, l’étude des faciès de rupture permet de mettre en évidence l'importance des des contraintes thermiques résiduelles ainsi que le rôle primordial des aspérités à l'interface sur la contrainte de cisaillement à l'interface (C. C. I. ). Cette C. C. I. Est déterminée par différentes techniques et se situe autour de 3 MPa. La comparaison des longueurs d'extraction entre des éprouvettes rompues en monotone et en fatigue montre que l'effet de fatigue provient d'une diminution de la C. C. I. Engendrée par l'usure des aspérités à l'interface fibre-matrice.