[Une loi de comportement pour les polymères semi-cristallins se déformant par fragmentation]
Le mécanisme de fragmentation lamellaire, observé lors de la déformation des polymères semi-cristallins à structure sphérolitique, apparaît et endommage considérablement la microstructure, dès le début de l'écoulement plastique. Dans cette Note, consacrée à la modélisation du comportement de ces matériaux, le mécanisme élémentaire de fragmentation est pris en compte à l'aide d'un couplage plasticité/endommagement. Les développements présentés reposent sur la considération d'un réseau macromoléculaire bridé par les forces cohésives intra-lamellaire. Des essais de traction cyclique et de relaxation, sur le polybutène, valident l'intérêt de l'approche proposée.
The mechanism of lamellar fragmentation in the semi-crystalline polymers with spherulitic structure, is observed at the beginning of plastic flow. It causes significant damage. This elementary mechanism is considered here as a result of plastic deformation coupled with damage, in the framework of generalized standard materials. The simplicity and the efficiency of the proposed approach come from the fact that the semi-crystalline polymers are considered as a macromolecular network bridled by intra-lamellar cohesive forces. Tensile tests and relaxation tests demonstrate the usefulness of a damage–plasticity coupled model.
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Mots-clés : Génie des matériaux, Polymère semi-crystallin, Fragmentation, Dommage, Plasticité, Visco-élasticité, Polybutène
Fabrice Detrez 1, 2 ; Sabine Cantournet 2 ; Roland Séguéla 1
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Fabrice Detrez; Sabine Cantournet; Roland Séguéla. A constitutive model for semi-crystalline polymer deformation involving lamellar fragmentation. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 338 (2010) no. 12, pp. 681-687. doi : 10.1016/j.crme.2010.10.008. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2010.10.008/
[1] An irreversible thermodynamic model for semicrystalline polymers submitted to multisequence loading at large strain, Polym. Eng. Sci., Volume 45 (2005), pp. 42-51
[2] Micromechanical modeling of the elasto-viscoplastic behavior of semi-crystalline polymers, J. Mech. Phys. Solids, Volume 51 (2003), pp. 519-541
[3] Micromechanical modeling of elastic properties in polyolefins, Polymer, Volume 45 (2004), pp. 2433-2442
[4] Sur les matériaux standards généralisés, J. Méc., Volume 14 (1975), pp. 39-63
[5] Temperature dependent mechanical behavior of PVDF: Experiments and numerical modelling, Int. J. Plasticity, Volume 25 (2009), pp. 1301-1324
[6] Local-scale analysis of longitudinal strains in strongly necking materials by means of video-controlled extensometry, J. Phys. Condens. Matter, Volume 6 (1994), pp. 8959-8968
[7] Scanning force microscopic investigation of plasticity and damage mechanisms in polypropylene spherulites under simple shear, Polymer, Volume 40 (1999), pp. 95-110
[8] Shear banding in strained semicrystalline polyamide 6 films as revealed by atomic force microscopy: role of the amorphous phase, J. Polym. Sci. Polym. Phys., Volume 42 (2004), pp. 687-701
[9] Plastic deformation of spherulitic semi-crystalline polymers: An in situ AFM study of polybutene under tensile drawing, Polymer, Volume 50 (2009), pp. 3714-3723
[10] F. Detrez, Nanomécanismes de déformations des polymères semi-cristallins: étude in situ par microscopie à force atomique et modélisation, Thèse de l'Université de Sciences et Technologies de Lille, 2008, No d'ordre 4304.
[11] Equations constitutives et directeurs dans les milieux plastiques et viscoplastiques, Int. J. Sol. Struct., Volume 9 (1973), pp. 725-740
[12] A. Saanouni, Sur l'analyse de la fissuration des milieux élastoviscoplastiques par la théorie de l'endommagement continu, Thèse de l'Université des Technologie de Compiègne, 1988.
[13] A continuum damage mechanics model for ductile fracture, J. Eng. Mater. Technol., Volume 107 (1985), pp. 83-89
[14] Mullins effect and cyclic stress softening of filled elastomers by internal sliding and friction thermodynamics model, Int. J. Sol. Struct., Volume 46 (2009), pp. 2255-2264
[15] J.-L. Chaboche, Sur l'utilisation des variables d'états interne pour la description de la viscoplasticité cyclique avec endommagement, in: Problèmes Non linéaire de Mécanique, Symposium Franco–Polonais de Rhéologie et Mécanique, 1977, pp. 137–159.
[16] Stabilité et Mécanique Non Linéaire, Hermes Science, 2000
[17] Un modèle viscoélastique nonlinéaire avec configuration intermédiaire, J. Méc., Volume 13 (1974), pp. 679-713
[18] A three-dimensional constitutive model for the large stretch behavior of rubber elastic materials, J. Mech. Phys. Solids, Volume 41 (1993), pp. 389-412
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