Determination of the volume strain during plastic deformation of amorphous polymers tested uniaxial traction
Détermination de la variation volumique au cours de la déformation plastique des polymères amorphes sollicités en traction uniaxiale
Résumé
The volume strain of 10 amorphous polymers is determined during uniaxial traction tests. The materials are streched up large deformations. The apparatus measure simultanously the constitutive plastic behavior and the correspondant evolution of the volume strain. The tests are carry out at différent temperatures and strain rate. Some physicals, measurements and microscopic observations allow to follow the evolution of the microstructure of the materials during the deformation. The compaction is due to reorganisation of the marcomolecules. The damage is due to crazing in the materials. ExpérimentaIs artefacts are investigated and we found that the compaction and the damage are amplified by the measurement system. The amplitude of these artefacts depend on the experimental conditions which further some localized mode of plastic deformation. The isochorus constitutive behavior is obtained by corrected from the experimental one by relations which are related to the orientation and to the morphology of the cavities. A model can reproduces in a good manner the intrinsic behavior of the materials of the study. The volume strain is modeled by means of three elementary mechanisms of deformation.
La déformation volumique de 10 polymères vitreux ductiles est déterminée au cours d'essais de traction menés jusqu'aux grandes déformations. Le dispositif expérimental permet de mesurer simultanément la loi de comportement plastique du matériau aux grandes déformations et l'évolution de la déformation volumique correspondante. Les essais sont menés à différentes vitesses de déformation et à différentes températures. Des mesures physiques et des observations microscopiques permettent de suivre l'évolution de la microstructure des matériaux au cours de la déformation. La compaction mesurée mécaniquement est corrélée au réarrangement moléculaire qui se produit lors de l'orientation des macromolécules. L'endommagement est dû à la multiplication des craquelures dans les matériaux. La recherche des erreurs de mesure est menée expérimentalement et numériquement. On montre que la compaction et l'endommagement sont amplifiées par le système de mesure. L'amplitude de ces erreurs dépend des conditions expérimentales qui favorisent certains modes de localisation de la déformation plastique. Le comportement isochore est déterminé en corrigeant le comportement expérimental à l'aide de relations établies en considérant la forme et de l'orientation des cavités. Un modèle permet de décrire de manière satisfaisante le comportement intrinsèque des matériaux. La déformation volumique totale est modélisée en tenant compte des trois processus de déformation élémentaires.