Equipe Ecoulements Visco-Elastiques - Cemef - MINES ParisTech

Equipe Ecoulements Visco‐ElastiquesFigure 17. Confrontation expérience – simulation pour une vitesse d’injection de 4 mm/s (symboles :expérience, traits : simulation).J.L. Leblanc, R. Pollet, S. Andrietti, M.Vincent, J.F. Agassant Comparison between the predictions of asimulation software and the injection moulding behaviour of rubber compounds as measured with aninstrumented machine. Kautschuk + Gummi Kunststoffe 44, 690 (1991)S. Karam, M. Vincent, Y de Zelicourt Injection moulding of rubber compounds. Experimental and theoreticalstudy, International Polymer Processing, 13, 209-217 (1998)S. Karam Modélisation de l'injection des élastomères chargés : approche expérimentale et théorique. Thèse deDoctorat, Ecole des Mines de Paris (1995)F. Dimier Caractérisation rhéologique et cinétique d’élastomères et de polyuréthane. Application à l’injectionThèse de Doctorat, Ecole des Mines de Paris (2003)2.9 Contraintes résiduellesLa genèse des contraintes résiduelles est classiquement associée au retrait thermique inhomogène aucours du refroidissement associé à une variation des propriétés rhéologiques à l’état solide (parexemple le module d’Young si l’on considère un comportement élastique). En injection, il faut tenircompte en plus de la pression dans la partie fluide au moment de la solidification : les différentescouches de polymère « enferment » une pression variable selon l’instant auquel elles solidifient. Al’ouverture du moule, ces différentes couches subissent une expansion moyenne, et apparaissent descontraintes de traction à cœur, de compression en peau, avec éventuellement une zone d’extrême peauen traction. La combinaison de ces deux effets conduit à des profils dans l’épaisseur de type traction àcœur, compression en peau, avec éventuellement une couche en surface à nouveau en traction.Ces phénomènes globaux sont compliqués par :• le caractère viscoélastique du polymère solide, en relation avec l’orientation moléculaire due auremplissage compactage, l’éventuelle cristallisation (polymères semi-cristallins) ;• les possibilités de mouvement du polymère dans le moule (frottement, blocage géométrique) ;• les transferts thermiques, souvent dissymétriques et hétérogènes, et pouvant évoluer lorsque lepolymère se sépare de l’acier sous l’influence du retrait.MesureNous avons mis au point une méthode basée sur l’enlèvement successif de fines couches dans unéchantillon initialement plan. Celui-ci se courbe, car l’équilibre des contraintes est rompu, et nousmesurons la force nécessaire pour le remettre à plat (Figure 18). Une analyse mécanique permet dedéterminer la contrainte dans la couche enlevée, sans nécessiter les données élastiquesCEMEF – Mines ParisTech http://www.cemef.ensmp.fr/ ©