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Theses Year : 2011

Kinetic approach of the fatigue behaviour of glass fibres reinforced Polyamide 66 composites

Approche cinétique du comportement en fatigue du Polyamide 66 renforcé par 30% de fibres de verre

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Abstract

In this work, the fatigue behavior of short glass fibers reinforced polyamide 66 has been investigated. This material has many applications where it undergoes dynamic loads, such as parts of under the hood of a vehicle. The comprehension of micro-mechanisms which govern the fatigue behavior of this material have a key role to design these parts. In order to observe the influence of load direction respect to fiber orientation two kinds of applied load were selected; Tension-Tension Fatigue tests and Alternative Flexural Fatigue were carried out. For both tests, the surface temperature increases with an increasing applied load. The results show that an increasing self heating temperature depends on frequency and applied load level. Self heating temperature has an important effect in the failure point where the Wohler curves join each other. During the damage initiation period, no change of macroscopic properties, density, cristallinity ratio, glass transition temperature, flexural elastic modulus is observed. One break just before the final fracture allows the relaxation of microdefects and increases the number of cycles at fracture. The life time has been modeled for Polyamide 66 and its composite.
Pendant ce travail, nous avons étudié le comportement en fatigue d'un polyamide 66 chargé de fibres de verre. Ce matériau a de nombreuses applications où il subit des sollicitations dynamiques, comme les pièces sous capot d'un véhicule. La compréhension des micro-mécanismes qui gouvernent le comportement de ce matériau en fatigue joue un rôle essentiel dans la conception de ces pièces. Dans le but d'observer l'influence de la direction de sollicitation par rapport à l'orientation des fibres ainsi que le rôle de l'interface, deux types de sollicitation ont été choisis : La sollicitation en Flexion Alternée et la sollicitation en Traction- Traction. Pour les ces deux types de sollicitation, la température de surface augmente pendant les tests. Les résultats montrent que cette augmentation dépend du niveau de chargement et de la fréquence. Les courbes de Wöhler se rejoignent et la température induite par l'auto-échauffement à ce point de jonction augmente pour les deux essais avec une allure identique. Pendant la période d'amorçage des fissures en flexion alternée, nous n'avons pas observé de changement macroscopique des propriétés de l'éprouvette, densité, taux de cristallinité, température de transitions vitreuse et module d'élasticité. Un temps de repos à proximité de la rupture permet de relaxer les micro-défauts et d'augmenter le nombre de cycles à la rupture. La durée de vie a été modélisée pour le polyamide 66 et son composite.
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Dates and versions

pastel-00603374 , version 1 (24-06-2011)

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  • HAL Id : pastel-00603374 , version 1

Cite

Bardia Esmaeillou. Approche cinétique du comportement en fatigue du Polyamide 66 renforcé par 30% de fibres de verre. Mécanique des matériaux [physics.class-ph]. Arts et Métiers ParisTech, 2011. Français. ⟨NNT : 2010ENAM0019⟩. ⟨pastel-00603374⟩
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