Etude du comportement mécanique des matériaux composites destinés à l'aéronautique

I.5.1. Densité

La densité ou la masse volumique est la grandeur physique qui caractérise la masse des substances par leur unité de volume et déterminée par la méthode de balance hydrostatique et calculé numériquement par la formule suivante :

ñr = ñe * mr /mr - (mf - mp) (1)

CHAPITRE I Matériaux composites pour l'aéronautique

13 | P a g e

Avec :

ñr densité d'échantillon. (g/cm³⁾

ñ_e densité de liquide d'immersion. (g/cm³⁾

m_r masse d'échantillon en air. (g)

mf la masse du support de tube à essai et de l'ensemble tube à essai dans le liquide

d'immersion à la fin du temps de séjour. (g)

mp la masse du porte-échantillon dans le liquide d'immersion. (g)

I.5.2. Fractions volumiques et massiques

I.5.2.1. Fraction massique

Les fractions massiques Pf et P_m sont définies à partir des masses p_c, pf, p_m respectives de matériau composite, de fibres et de matrice par l'essai de calcination (essai dit de perte au feu).

Avec pf + pm = pc (2)

D'où : ???? = ???????? (3)

???? = ???? (4)

^????

I.5.2.2. Fraction volumique

Considérons un composite de volume Al_c, composé de fibres de volume ??f et d'une matrice de volume ??_m.

Avec í_c = íf + í_m (5)

La fraction volumique de fibres Vf et de matrice V_m est donnée respectivement par :

???? ???? = ???? (6)

???? = ???? (7)

????

· La relation entre les fractions volumiques et massiques fait intervenir les masses volumiques. Les masses volumiques ñ_c, ñf, ñ_m respectives du matériau composite, des fibres et de la matrice sont liés par les relations suivantes[10]

On a: ???? = ???? ???? (8)

???? = ???? ????, (9)

???? = ???? ???? (10)

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14 | P a g e

Et la fraction volumique des fibres Vf (taux de fibres) est déterminée par la formule suivante :

????

???? = ???? * ????-???? .(????-????) 100% (11)

????= Masse volumique de fibres ????= Masse volumique de la résine P??= Fraction massique de fibres

Avec la fraction V de la matrice : ???? = 100 - ???? (12)

I.5.3. L'isotropie des matériaux composites

Un matériau isotrope signifie que les propriétés de ce matériau sont supposées identiques dans toutes les directions de l'espace. Elle dépend essentiellement pour le composite de l'orientation de renfort d'une manière :

Ø Lorsque l'orientation est aléatoire, le comportement des composites est à peu près isotrope.

Ø Lorsque l'orientation suit une ou plusieurs directions préférentielles comme dans le cas des fibres, le comportement est anisotrope.[14]

I.6. La fabrication des matériaux composites

La mise en oeuvre des composites se fait selon différentes méthodes de moulage et ça selon l'imprégnation du renfort par le système résineux et la mise en forme à la géométrie de la pièce, Ces méthodes sont généralement faciles à exécuter et demandent un coût d'investissement faible en matériels.

On va décrire le principe de quelques techniques importantes pour les procédés d'élaboration des composites dans cette partie qui sont en totale :

1. Moulage par contact.

2. Moulage sous vide.

3. Moulage par compression.

4. Moulage par centrifugation.

5. Moulage en continu.

6. Moulage par pultrusion.

7. Moulage par projection simultanée.[10]

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