Etude et simulation des performances des composites à base de quatre fibres naturelles et matrice en époxyde

Abstract

Les matériaux composites sont nés de l’association de matériaux aux caractéristiques complémentaires, pour conférer à cet assemblage des propriétés originales. Cependant, les matériaux composites et en particulier les composites à fibres naturelle ne sont utilisés de manière systématique que lorsque les matériaux traditionnels ne peuvent plus concorder aux exigences d’utilisation ou lorsque leur surcoût de fabrication est compensé par le gain de poids dû à leur faible densité. L’essor de ces matériaux est à l’origine lié au développement de l’industrie, l’aéronautique, et récemment dans le domaine du génie civil, dans le cadre d’une politique d’économie d’énergie et de protection de l’environnement. En effet, ces applications nécessitent des matériaux qui soient, à la fois légers, résistants, rigides et moins couteux. Afin de valoriser les causes et les conséquences de la défaillance des plaques en matériaux composites, la compréhension complète des lois de comportement qui génèrent l’évolution du phénomène d’endommagent de ces matériaux sous des chargements critiques, doit être établie. Le présent travail rejoint toujours les différents travaux réalisés jusqu’à maintenant sur l’endommagement des matériaux composites à fibres naturelles afin de prévoir la résistance et la durabilité d'un composite unidirectionnel en comparons cette fois-si quatre cas de fibres naturelles, le Jute, Ramie, Alfa et Sisal dans une matrice en époxyde. Ce modèle suppose qu'un groupe de fibres cassées est entouré d’un nombre de fibres intactes sous forme d’un arrangement bien défi. L’évolution des charges des caractéristiques particulières de la fibre, la matrice, et l’interface fibre/matrice, sont les facteurs les plus importants pour évaluer la résistance du composite de point de vue micromécanique. Les conditions d’interfaces et d’adhérences sont prises en considération par ce modèle pour quantifier le taux de transfert des contraintes normales de cisaillement par l’intermédiaire de la matrice entre deux fibres voisines intacte et cassée. Mots Clés : Micromécanique, Composite unidirectionnel, Interface Matrice époxyde -Fibre naturelle.

ملخص

تنشأ المواد المركبة من ارتباط المواد ذات الخصائص التكميلية ، لإعطاء هذا التجميع الخصائص الأصلية. ومع ذلك ، لا يتم استخدام المواد المركبة وخاصة مركبات الألياف الطبيعية بشكل منهجي إلا عندما لا تتمكن المواد التقليدية من تلبية متطلبات الاستخدام أو عندما يتم تعويض تكلفة التصنيع الإضافية عن طريق توفير الوزن بسبب كثافتها المنخفضة. يرتبط تطوير هذه المواد في الأصل بتطوير الصناعة والملاحة الجوية، ومؤخراً في مجال الهندسة المدنية ، كجزء من سياسة توفير الطاقة وحماية البيئة. في الواقع ، تتطلب هذه التطبيقات مواد تكون في نفس الوقت خفيفة ومقاومة وصلبة وأقل تكلفة.. من أجل تقييم أسباب ونتائج فشل ألواح المواد المركبة يجب إنشاء فهم كامل للقوانين التأسيسية التي تولد تطور ظاهرة تلف هذه المواد تحت الأحمال الحرجة. ينضم العمل الحالي دائمًا إلى الأعمال المختلفة التي تم تنفيذها حتى الآن بشأن تلف المواد المركبة بالألياف الطبيعية من أجل التنبؤ بمقاومة ومتانة مركب أحادي الاتجاه من خلال مقارنة هذا الوقت إذا أربع حالات من الألياف الطبيعية ، الجوت ، رامي ، ألفا والسيزال في مصفوفة إيبوكسي. يفترض هذا النموذج أن مجموعة من الألياف المكسورة محاطة بعدد من الألياف السليمة في شكل ترتيب جيد التحدي. تعتبر الأحمال المتغيرة للخصائص الخاصة للألياف والمصفوفة وواجهة الألياف / المصفوفة من أهم العوامل في تقييم قوة المركب من وجهة نظر ميكانيكية دقيقة. يتم أخذ شروط الواجهة والالتصاق في الاعتبار من خلال هذا النموذج لتحديد معدل نقل ضغوط القص العادية من خلال المصفوفة بين ألياف متجاورة سليمة ومكسورة.