Extension of the Nonuniform Transformation Field Analysis using Tangent Second-Order expansion to nonlinear viscoelastic composites in the presence of aging and swelling

National audienceThis study presents a micromechanical modeling by the new NTFA-TSO model of the viscoelastic behavior of a heterogeneous material: a three-phase particulate composite material with two inclusion phases dispersed in a contiguous matrix. The phases have a nonlinear viscoelastic behavior with aging and swelling. First, the model-reduction approach is introduced. The local fields of internal variables are decomposed on a reduced basis of modes and the dissipation potentials of the phases are replaced by its tangent second-order expansion. The reduced evolution equations of the model can be entirely expressed in terms of quantities which are precomputed once for all. Second, the accuracy of the NTFA-TSO model is assessed by comparison with full-field simulations.Cette étude présente une modélisation micromécanique par le nouveau modèle NTFA-TSO du comportement viscoélastique d'un matériau hétérogène : un matériau composite triphasé composé de deux phases inclusionnaires dispersées dans une phase matrice. Les phases ont un comportement viscoélastique non linéaire vieillissant avec gonflement. L'approche par réduction de modèle est présentée dans un premier temps. Les champs locaux de variables internes sont décomposés sur une base réduite de modes et les potentiels de dissipation des phases sont remplacés par leur développement tangent au second ordre. Les équations d'évolution réduites du modèle peuvent être entièrement exprimées à l'aide de quantités pré-calculées une fois pour toutes. Dans un deuxième temps, la précision du modèle NTFA-TSO développé est évaluée par comparaison à des simulations en champs complets