Some Challenges of the Development of Constitutive Equations of Semicrystalline Polymers for Structural Calculations
Enjeux du développement de lois de comportement de polymères semi-cristallins pour le calcul de structure
Institut Français du Pétrole
Corresponding author: yves. meimon@ifp. fr
The use of semicrystalline polymers as structural polymers is spreading in the industry. The mechanical behaviour of these polymers is difficult to grasp, highly dependent on time and temperature, and particularly sensitive to chemical ageing, an important point when evaluating the time life of structures. The development of constitutive equations which can describe the evolution of the mechanical memory of semicrystalline polymers and their insertion in a computer code employing the finite element method are preferential means for improving structural design. The quality of these complex computation techniques must be assured by a methodology adapted to the development of constitutive equations of semicrystalline polymers. This methodology may be pictured by the steps of the life cycleof a model: from the design of the model up to the validation on typical structuresrepresenting the structure in operation. These steps are detailed in the paper by using, as an example, a new model of the behaviour of semicrystalline polymers.
Résumé
L'utilisation des polymères semi-cristallins à usage structural se généralise dans l'industrie. Ces polymères solides ont un comportement mécanique compliqué à appréhender, dépendant fortement du temps et de la température, et sensible en particulier au vieillissement chimique, un point délicat quand il s'agit d'évaluer la durée de vie des structures. Le développement de lois de comportement capables de décrire l'évolution de la mémoire des polymères semi-cristallins sous les sollicitations imposées aux structures, et leur insertion dans un code de calcul par la méthode des éléments finis sont des moyens privilégiés pour améliorer le dimensionnement des structures. La qualité de ces techniques de calcul complexes doit être assurée par une méthodologie adaptée au développement de lois de comportement des polymères semi-cristallins. Celle-ci peut être imagée par les étapes du cycle de vie d'un modèle : de la conception du modèle à la validation sur expérimentations de structures types représentatives du fonctionnement de l'ouvrage. Ces étapes sont commentées en détail en utilisant une nouvelle modélisation du comportement des polymères semi-cristallins.
© IFP, 2000