Approche expérimentale pour la caractérisation des propriétés mécaniques d'un fluorosilicone - Mines Paris Accéder directement au contenu
Poster Année : 2023

Approche expérimentale pour la caractérisation des propriétés mécaniques d'un fluorosilicone

Clemence Logeais
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1227745
Cristian Ovalle
Lucien Laiarinandrasana

Résumé

Le matériau étudié est un élastomère fluorosilicone, qui est couramment utilisé pour des applications d’étanchéité de systèmes sensibles nécessitant une longue durée de service. L’objectif de ce travail est de caractériser les propriétés mécaniques de ce matériau, en particulier le module de cisaillement G et le module de compressibilité K, en effectuant des mesures directes. Ensuite, l’étude vise à suivre l’évolution de ces propriétés dans le temps en soumettant le matériau à différents temps et températures de vieillissement. Dans une étude préliminaire, des essais uniaxiaux en traction et en compression ont été réalisés. Les résultats ont montré une compressibilité du matériau, ce qui a remis en question l’hypothèse d’incompressibilité [1]. Ainsi, une compréhension complète des propriétés mécaniques de l’élastomère est nécessaire pour garantir sa fiabilité et sa longévité dans des applications critiques d’étanchéité. Le module K est déterminé par des essais de compression oedométrique, qui consistent à comprimer le matériau dans un dispositif confiné. Dans l’état initial non vieilli, des essais ont été effectués dans un creuset transparent en PMMA pour obtenir la réponse locale du matériau par acquisition d’images. Les résultats ont montré un module de compressibilité K d’environ 700 MPa. En comparant ces résultats avec les données du banc de test, il a été observé que la déformation avait été surestimée dans le cas où l’on considère le déplacement traverse, en raison de mouvements de corps rigide du système de confinement. Ce nouveau dispositif expérimental, mesurant la déformation à l’échelle locale, sera utilisé pour suivre l’évolution de K pour différents temps et températures de vieillissement, de manière similaire à Bouaziz et al. [2]. Pour cela, un processus de vieillissement accéléré a été réalisé à 200 et 250◦ C pendant 10 et 2 semaines, respectivement. L’utilisation de la microscopie optique sur la surface a mis en évidence une augmentation du nombre de cavités sphériques (φ ≈ 20 µm) avec le vieillissement. Cependant, ces vides ne sont pas uniformément répartis dans l’échantillon, entraînant une déformation locale hétérogène. Cette porosité augmente jusqu’à la dégradation complète, e.g après 2 semaines à 250◦ C. En outre, il est possible qu’une augmentation de la porosité du matériau entraîne une diminution de K avec le vieillissement. Dans la continuité de étude, des essais de torsion sur des échantillons vieillis et non vieillis, aux mêmes temps et températures de vieillissement que ceux utilisés pour les échantillons de compression oedométrique sont prévus. En s’appuyant sur des travaux similaires [3, 4], une loi de comportement du matériau sera développée afin de déterminer le module de cisaillement et d’observer une potentielle influence du vieillissement sur son évolution. [1] Clémence Logeais, Cristian Ovalle, and Lucien Laiarinandrasana. Influence of the compressibility on the mechanical response of a fluorosilicone material. CRC Press, December 2022. Pages : 205-210 Publication Title : Constitutive Models for Rubber XII. [2] Rami Bouaziz, Laurianne Truffault, Rouslan Borisov, Cristian Ovalle, Lucien Laiarinandrasana, Guillaume Miquelard-Garnier, and Bruno Fayolle. Elastic Properties of Polychloroprene Rubbers in Tension and Compression during Ageing. Polymers, 12(10) :2354, October 2020. [3] Maedeh Hajhashemkhani and Mohammad Rahim Hematiyan. Inflation, extension and torsion analysis of compressible functionally graded hyperelastic tubes. Acta Mechanica, 231(9) :3947–3960, September 2020. [4] A.-S. Lectez, E. Verron, and B. Huneau. How to identify a hyperelastic constitutive equation for rubber-like materials with multiaxial tension–torsion experiments. International Journal of Non-Linear Mechanics, 65 :260–270, October 2014.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04419702 , version 1 (26-01-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04419702 , version 1

Citer

Clemence Logeais, Cristian Ovalle, Lucien Laiarinandrasana. Approche expérimentale pour la caractérisation des propriétés mécaniques d'un fluorosilicone. DEPOS31 - 31ème Colloque National Déformation des Polymères Solides, Oct 2023, Anglet, France. . ⟨hal-04419702⟩
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