Comportement multiaxial de pièces élastomères pré-contraintes: Application aux suspensions moteur

The purpose of this thesis is to develop a method for characterizing and modelling the behavior of elastomeric engine mounts. Loading conditions undergone by these parts are decomposed in two steps, which are a large preload caused by the weight of the engine, considered as quasi-static, and some superimposed displacements caused by road conditions. During both steps, loading conditions are likely to be multiaxial. For this goal, following steps have been developed:1. Determination of the range of strain undergone by an engine mount through experiments on vehicles. Using original strain invariants allows to quantify the strain amplitude as well as its multiaxiality;2. Development of an experimental method of tension-torsion on elastomers. An almost cylindrical specimen is specially designed for this type of test. Thanks to stereo-digital image correlation tests, displacements and angles imposed on the specimen are linked to the strain field in its cylindrical zone;3. Hyperelastic modelling based on tension-torsion large strain quasi-static tests. A specific attention is paid on the method of post-treating this kind of test, studying the relevance of calculating some mechanical quantities;4. Viscoelastic modelling based on tests of small oscillations in tension or torsion superimposed on a large tension-torsion static preload. The influence of the preload on the dynamic properties is considered, and the ability of two linearized viscoelastic models to take into account this influence is studied and discussed;5. Simulation of the behaviour of an engine mount through finite elements, using both hyperelastic and viscoelastic models previously identified. Results of this simulation are compared with experiments on the engine mount.L'objectif de cette thèse est de développer une méthode de caractérisation et de modélisation du comportement de pièces de suspension moteur en élastomères. En service, les chargements que subissent ces pièces peuvent être décomposés en deux parties à savoir une grande précharge due au poids du moteur, considérée comme quasi-statique et des débattements dus aux conditions de route qui se superposent à la précharge précédente. Lors de ces deux étapes, la multiaxialité des sollicitations peut être importante. Dans ce but, les travaux suivants ont été mis en œuvre :1. Détermination de l'enveloppe de déformations subies par une pièce de suspension par des essais sur véhicule. L'utilisation d'invariants originaux de la déformation permet de quantifier d'une part l'amplitude de la déformation et d'autre part sa multiaxialité ;2. Mise en place d'une méthodologie expérimentale de traction-torsion sur élastomères. Une éprouvette quasi-cylindrique est spécialement conçue pour ce type d'essais. Des essais de stéréo-corrélation d'images permettent de relier les déplacements et angles imposés à l'éprouvette au champ de déformation ;3. Modélisation hyperélastique identifiée sur des essais quasi-statiques en traction-torsion en grandes déformations. Une attention particulière est portée sur la méthodologie de post-traitement de ce type d'essais en étudiant la pertinence du calcul de certaines grandeurs mécaniques ;4. Modélisation viscoélastique identifiée sur des essais de petites oscillations en traction ou torsion, superposée à une grande précharge statique en traction-torsion. L'influence de la précharge sur les propriétés dynamiques du matériau est considérée. La prise en compte ou non de cette influence par deux modèles viscoélastiques linéarisés est étudiée et discutée ;5. Simulation du comportement d’une suspension moteur par éléments finis. Les résultats de cette simulation sont comparés avec des essais sur pièce