Comportement des matériaux cellulaires sous sollicitations dynamiques. Partie 1 : approche macroscopique

Behaviour of cellular material under dynamic loadings. Part 1: a macroscopic point of view

LAMEFIP, Arts et Métiers PARISTECH, Esplanade des Arts et Métiers, 33405 Talence Cedex, France

^a Auteur pour correspondance : philippe.viot@lamef.bordeaux.ensam.fr

Reçu : 30 Novembre 2009
Accepté : 21 Janvier 2010

Résumé

La méthodologie proposée pour l’étude du comportement de matériaux cellulaires sous sollicitation dynamique est abordée par une approche multi-échelles. Le comportement des mousses polymères étudiées dépend du matériau constitutif, et de sa structure poreuse. L’approche développée consiste à proposer des moyens expérimentaux qui permettent d’imposer des sollicitations dynamiques sur ces matériaux afin de mesurer leurs réponses macroscopiques (pour l’identification de modèles de comportement) et d’identifier aussi la réponse de la structure de ces mousses à des échelles plus fines. L’objectif est ensuite de proposer une modélisation numérique capable de reproduire les phénomènes observés à ces échelles et de remonter au comportement macroscopique. Des méthodes et des techniques expérimentales de caractérisation ont donc été développées aux différentes échelles pour identifier le comportement macroscopique du matériau cellulaire. Les résultats obtenus à l’échelle macroscopique constituent une base de données indispensable pour l’identification de lois de comportement implémentées dans les dernières versions des codes de calcul éléments-finis. Cet article présente les moyens expérimentaux développés et les résultats des essais obtenus à l’échelle macroscopique.

Abstract

A multi-scale methodology is proposed for the study of the cellular material behavior under dynamic loading. The behavior of polymeric foams studied depends on the constitutive material and the morphology of the porous structure. The approach proposed for this study consists in developing experimental methods to impose dynamic loadings on these materials in order to measure their macroscopic response (for the identification of model parameters) and to observe and quantify the response of the foam structure. The final objective is a multi-scale modeling taking into account these physical phenomena to reproduce the macroscopic behavior. Methods and experimental techniques were developed to characterize the multi scale behavior of cellular material. Results obtained on polymeric foams at macroscopic scale constituted a database required for the identification of models implemented in the last versions of Finite-Element Software. This article presents the experimental apparatus and the results obtained at the macroscopic scale.