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Theses Year : 2011

Short glass fiber reinforced thermoplastics: cyclic behaviour, fatigue and life duration

Thermoplastiques renforcés en fibres de verre courtes : comportement cyclique, fatigue et durée de vie

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Abstract

Short glass fiber reinforced thermoplastics (SGFRTP) are a cost-efficient solution for the automotive industry, combining sufficient specific stiffness with a large freedom of shapes provided by injection molding. This thesis aims at developing an approach for fatigue design of structural components made of SGFRTP, based on the example of a polyamide 66 filled with 35 % of short glass fibers. The first step of this work consists in the modelling of the nonlinear cyclic behaviour, describing deformation mechanisms such as viscoelasticity, viscoplasticity and cyclic softening, for various hygrothermal conditions. The anisotropic model takes into account the fiber orientation distribution which results from the molding process, and is validated on structures. A fatigue criterion formulated with the dissipated energy density per cycle is proposed. It relies on the knowledge of local mechanical loadings and non linear mechanisms.
Les thermoplastiques renforcés en fibres de verre courtes (TPRFV) sont de plus en plus couramment employés dans l'industrie automobile, en raison de leurs propriétés mécaniques spécifiques intéressantes, de leur mise en forme aisée grâce au moulage par injection et de leur coût modéré. Cette thèse vise à développer une démarche de dimensionnement à la fatigue des composants automobiles en TPRFV, à partir d'un polyamide 66 chargé à 35 % en masse. La première étape est la proposition d'une loi de comportement cyclique, qui modélise les composantes non linéaires de la déformation (viscoélasticité, viscoplasticité, adoucissement) dans différents environnements hygrothermiques. Le modèle anisotrope s'appuie sur la distribution d'orientation des fibres, induite par le procédé d'injection, puis est validé sur structures. La connaissance des chargements mécaniques locaux et des mécanismes non linéaires permet de proposer un critère de fatigue fondé sur la densité d'énergie dissipée par cycle.
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Dates and versions

pastel-00653601 , version 1 (19-12-2011)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00653601 , version 1

Cite

Antoine Launay. Thermoplastiques renforcés en fibres de verre courtes : comportement cyclique, fatigue et durée de vie. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Polytechnique X, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00653601⟩
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