Bielefeld, Universiẗat, Diss., 2002.

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L'objectif de cette thèse est d'observer l'impact des coups de couteaux sur différents tissus en aramide et d'analyser les facteurs influents. On peut se défendre d'une attaque mais une blessure ne peut être complètement évitée. L'objectif est d'absorber un maximum d'énergie, de façon à réduire le risque de blessure. Les mécanismes de perforation par une lame sont complexes. L'étude a révélé une demande dans ce domaine, car la plupart des solutions proposent des armures lourdes contenant du textile. Cet assemblage de matériaux a des inconvénients, comme le poids trop élevé et le manque de souplesse. D'autres chercheurs recommandent des solutions textiles parce qu'elles sont souples et déjà utilisées dans le domaine balistique. Les recherches menées pour cette thèse ont pour but de contribuer au développement de types de textile résistant aux coups de couteaux. C'est la raison pour laquelle, non seulement les propriétés de la matière textile doivent être analysées, mais aussi l'attaque au couteau en elle-même, pour développer une meilleure protection. Il a été démontré que beaucoup de facteurs influent sur le niveau de protection et rendent sa perception difficile. Des recherches ont été réalisées pour évaluer les paramètres de test, qui sont définis dans le test standard, mais aussi pour ceux qui n'y sont pas définis. / The research goal of this thesis is to examine various aramid fabrics with regard to their stabbing behaviour and to find influencing factors to this. An attack can only be inhibited, but an injury cannot be completely prevented. The goal is always to absorb as much energy as possible, so that the penetration is thus reduced and the risk of injury decreases. The stab mechanism is a complex and variable process. The review showed the demand on research in this area, because the most solutions involve hard body armour parts in combination with fibrous materials. This material combinations show many disadvantages with regards to the high weight and the missing flexibility. Other researchers also recommend textile solutions, because they are flexible and in the field of ballistic panels they are already used. The investigations carried out within this thesis are done to contribute to the development of pure textile stab-resistant panels. Therefore the interdependencies between the physical properties of the material but also the mechanism during a stab attack have to be recognized, to developed higher protection levels. It was shown, that the multitude of factors causes the problem to define a level of protection. General investigations were done to analyse the test parameters, which are defined in the test standard but also this one, which are missing.

Ce travail a pour objectif d’étudier le comportement mécanique d’un fil de para-aramide en sollicitation longitudinale et dynamique. Pour ce faire, nous avons conçu un nouveau dispositif expérimental permettant de réaliser ces essais à l’aide d’un canon à gaz : le Dispositif de Traction par Impact sur Fil (DTIF). Ce dispositif a subi de nombreuses modifications dans le but d’obtenir des conditions d’essais optimales. Celui-ci est associé à un dispositif de mesure par laser permettant d’obtenir le profil de vitesse du projectile ainsi que les courbes caractéristiques de Force-Déformation du fil testé. La validité de la mesure est confirmée par comparaison aux résultats obtenus avec un vélocimètre à effet Doppler, dispositif permettant de mesurer directement et de façon précise le profil de vitesse du projectile. Plusieurs campagnes d’essais sont réalisées, à la fois dans le but d’identifier les caractéristiques dynamiques d’un fil seul, et dans le but de caractériser l’influence de l’arrangement structural d’un tissu sur le comportement dynamique d’un fil. Cette étude révèle l’intervention de trois principaux paramètres structuraux, qui sont la surface de contact inter-fils totale, le nombre de points de liage et les pressions inter-fils transverses et latérales au sein du tissu, influant sur quatre principaux critères de rupture du fil, qui sont les défauts de structure et les phénomènes d’hystérésis au sein du filament, les concentrations de contraintes ainsi que les forces de frottement au niveau des interactions entre le fil testé et le reste de la structure tissée. / This work aims at studying the mechanical behavior of a para-aramid yarn in dynamic and longitudinal load. To that end, we designed a new experimental device to achieve these tests with the use of a gas gun: the Tensile Impact Test for Yarn (TITY). This device met numerous modifications in the aim to reach optimal test conditions. It is associated with a measurement device using laser and allowing obtaining the velocity profile of the projectile and the Strength-Strain characteristic curves of the tested yarn. The validity of the measure is confirmed by comparing our results with those obtained with a laser Doppler vélocimètre, device allowing measuring directly and precisely the velocity profile of the projectile. Many test campaigns are performed. Both in the aim to identify the dynamic parameters of a single and virgin yarn, and in the aim to characterize the impact of the fabric structural arrangement on the dynamic behavior of a yarn. This study reveals the intervention of three main structural parameters, which are the total inter-yarns contact surface, the number of binding points and the transvers and lateral inter-yarns pressures, having an impact on four main yarn break criteria, which are the structural defects and hysteresis phenomena inside the filament, stress concentrations and frictional forces concerning the interactions between the tested yarn and the rest of the fabric.