Influence des effets de surcharges et de souscharges sur la propagation d'une fissure de fatigue PDF Download
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L'objectif de la thèse est d'étudier la propagation d'une fissure en fatigue après l'application d'un cycle de surcharge suivi par un cycle de souscharge dans le but d'estimer la durée de vie pour les structures fissurées soumises à un chargement cyclique variable. La thèse se décompose en trois volets : une partie expérimentale, une partie numérique et une partie modélisation. La partie expérimentale a été menée sur un acier 12NC6 traité thermiquement pour faire varier sa limite d'élasticité afin d'étudier l'interaction des zones plastifiées en fond de fissure. Différentes configurations de chargement ont été effectuées dans le but d'isoler l'effet de la souscharge sur les différents paramètres du retard engendré par le cycle de surcharge: ad, Nd, (da/dN)min, et amin· Ces mesures ont montré que la souscharge réduit notablement l'effet de la surcharge et le gain en termes de durée de vie. Cet effet est directement lié à l'amplitude de la souscharge. La modélisation par éléments finis permet de calculer l'évolution des zones plastifiées, le profil des contraintes résiduelles ơyy, et de la fermeture de la fissure pendant la propagation, avant et après application du cycle surcharge-souscharge. Elle permet de corroborer les hypothèses faites sur les mécanismes de retard, et notamment celles proposées sur les contraintes résiduelles en fond de fissure. La modélisation proposée est basée sur la connaissance des zones plastifiées. Elle permet de décrire la vitesse de propagation de la fissure et d'estimer la durée de vie après un cycle de surcharge ou après un cycle de surcharge - souscharge. Le modèle proposé en en bon accord avec les résultats expérimentaux.
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L'objectif de la thèse est d'étudier la propagation d'une fissure en fatigue après l'application d'un cycle de surcharge suivi par un cycle de souscharge dans le but d'estimer la durée de vie pour les structures fissurées soumises à un chargement cyclique variable. La thèse se décompose en trois volets : une partie expérimentale, une partie numérique et une partie modélisation. La partie expérimentale a été menée sur un acier 12NC6 traité thermiquement pour faire varier sa limite d'élasticité afin d'étudier l'interaction des zones plastifiées en fond de fissure. Différentes configurations de chargement ont été effectuées dans le but d'isoler l'effet de la souscharge sur les différents paramètres du retard engendré par le cycle de surcharge: ad, Nd, (da/dN)min, et amin· Ces mesures ont montré que la souscharge réduit notablement l'effet de la surcharge et le gain en termes de durée de vie. Cet effet est directement lié à l'amplitude de la souscharge. La modélisation par éléments finis permet de calculer l'évolution des zones plastifiées, le profil des contraintes résiduelles ơyy, et de la fermeture de la fissure pendant la propagation, avant et après application du cycle surcharge-souscharge. Elle permet de corroborer les hypothèses faites sur les mécanismes de retard, et notamment celles proposées sur les contraintes résiduelles en fond de fissure. La modélisation proposée est basée sur la connaissance des zones plastifiées. Elle permet de décrire la vitesse de propagation de la fissure et d'estimer la durée de vie après un cycle de surcharge ou après un cycle de surcharge - souscharge. Le modèle proposé en en bon accord avec les résultats expérimentaux.
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Ce travail apporte une contribution à l'étude du phénomène de retard à la propagation d'une fissure de fatigue suite à l'application d'un cycle de surcharge. Généralement, ce retard est du essentiellement aux contraintes résiduelles de compression ainsi qu'à la fermeture de fissure. La partie expérimentale s'est attachée à l'analyse des effets d'interaction entre les zones plastifiées intervenant en fond de fissure. Pour y parvenir, cette étude a été menée sur un acier 12NC6 traité thermiquement afin de faire varier sa limite d'élasticité. De plus, différentes configurations de chargement ont été effectuées dans le but d'isoler l'effet de telle ou telle zone plastifiée sur les différents paramètres de retard : ad, nd, (da/dN)min, et (a)min. La fermeture a été suivie par mesure de la déformation du ligament résiduel. Ces mesures ont montré que ce phénomène ne constitue pas la cause majeure du retard. Une modélisation phénoménologique simple, basée sur la connaissance des zones plastifiées, est proposée en vue de décrire la propagation de fissure après surcharge et de prédire la durée de vie bénéfique induite par le retard. Par ailleurs, une modélisation par éléments finis a permis de calculer l'évolution des zones plastifiées, du profil des contraintes y y, et de la fermeture de la fissure quand celle-ci se propage après surcharge. Ces calculs confirment les suppositions faites concernant l'évolution des contraintes résiduelles en fond de fissure. Ces contraintes ont conduit à évaluer une amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes pouvant simuler la vitesse de propagation après surcharge.
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L'augmentation momentanée du niveau de charge, au cours d'un essai de fissuration par fatigue à amplitude de charge constante, conduit à un ralentissement de la vitesse de propagation de fissure. Le but de ce travail est essentiellement d'étudier les mécanismes engendrés par l'application d'une surcharge unique. En effet, une partie de cette étude est consacrée à l'analyse de l'évolution des paramètres caractérisant le phénomène de retard (ad, (a)min, Nd, (Nd)min, (da/dN)min) en fonction du rapport de surcharge Rs. De même, l'influence du rapport de charge R sur le retard a été étudiée. les observations, réalisées au microscope électronique à balayage (MEB), ont permis d'effectuer une analyse de la morphologie de la fissure en mettant en évidence les principaux mécanismes se produisant après surcharge : l'émoussement de la pointe de la fissure, la zone du sillage plastique, le phénomène de bifurcation de la fissure, les contacts entre les lèvres de la fissure. Parallèlement, à l'aide de la technique de rugosimétrie, l'évolution de la concentration latérale en surface le long de la fissure a été décrite. Cette évolution pourrait être comparable à celle des contraintes résiduelles de compression induites par plastification. Par ailleurs, une vérification de la validité et des limites de deux modèles décrivant le retard et bases sur des phénomènes physiques différents, a été effectuée
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Les objectifs de la thèse portent, d'une part, sur l'application d'un modèle incrémental pour simuler la fissuration par fatigue des roues de train sous chargement à amplitude variable, et d'autre part, sur l'enrichissement de ce modèle pour prendre en compte la compression, la contrainte T et la forme servi , elliptique des fissures. Le modèle incrémental repose sur l'idée qu'en fatigue à grand nombre de cycle, l'avancée instantanée d'une fissure est proportionnelle à l'émoussement plastique de sa pointe. Les équations d'évolution de l'émoussement plastique sont déterminées par Eléments Finis à partir du comportement élastoplastique de la structure fissurée. Deux essais sont nécessaires pour identifier les paramètres du modèle, un essai de comportement élastoplastique cyclique du matériau et un essai de fissuration en fatigue à amplitude; constante. Les calcul de propagation ont montré que le modèle reproduit fidèlement tout les phénomènes, observés en fatigue à amplitude variable : retard après surcharge, accélération après souscharge, interaction entre cycles et histoire de chargement pour les signaux complexe. La compression et la contrainte T ont' été ensuite intégrée dans le modèle et validées grâce à des essais de fissuration réalisés sur des éprouvettes prélevées dans une roue de TGV. Enfin le modèle a été étendu en 3D, des essais de fissuration sur fissure servi elliptique ont été menés sur éprouvettes de flexion 4 points et sur roues à l'échelle 1, l'accord avec les prédictions du modèle est satisfaisant.
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ETUDE EXPERIMENTALE SUR UN ALLIAGE D'ALUMINIUM A HAUTE RESISTANCE SOUSMIS A UNE CHARGE IMPOSEE OU VARIABLE ET SOUS DIFFERENTS ENVIRONNEMENTS (AIR, VIDE ET AZOTE) POUR DES CHARGEMENTS D'AMPLITUDE TOTALE CONSTANTE, ON MONTRE L'EXISTENCE DE TROIS REGIMES PRINCIPAUX DE FISSURATION. RELATION ENTRE LA VITESSE DE FISSURATION, L'AMPLITUDE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTES ET L'ENERGIE SPECIFIQUE EN FONCTION DU RAPPORT DE CHARGE R ET DE L'ENVIRONNEMENT POUR PLUSIEURS VITESSES DE PROPAGATION. CETTE RELATION EST DECRITE PAR LE MODELE DE WEERTMAN. INFLUENCE D'UNE SURCHARGE
Author: Malcolm D Bolton Publisher: Universities Press ISBN: 9788173714252 Category : Soil mechanics Languages : en Pages : 464
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Covers all the soil mechanics and foundation engineering topics that are commonly included in civil engineering degree courses, and provides a number of springboards into related advanced topics. Although it is intended principally to satisfy the needs of student civil engineers, this guide should also prove useful to those practicing engineers who are unaware of the powerful and elegant reconstruction of the subject which has been made possible by the recent concepts of plasticity, dilatancy and critical states.
Author: Terry W. Sturm Publisher: DIANE Publishing ISBN: 1428995048 Category : Bridges Languages : en Pages : 147
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Experimental results and analyses are given in this report on bridge abutment scour in compound channels. Experiments were conducted in a laboratory flume with a cross section consisting of a wide floodplain adjacent to a main channel. The embankment length, discharge, sediment size, and abutment shape were varied, and the resulting equilibrium scour depths were measured. Water-surface profiles, velocities, and scour-hole contours were also measured. In the report, a methodology is developed for estimating abutment scour that takes into account the redistribution of discharge in the bridge contraction, abutment shape, sediment size, and tailwater depth. The independant variables in the proposed scour formula are evaluated at the approach-channel cross section and can be obtained froma one-dimensional water-surface profile computer program such as the Water-Surface Profile Program (WSPRO). The proposed scour evaluation procedure is outlined and illustrated, including consideration of the time required to reach equilibrium scour. The proposed methodology is applied to two cases of measured scour in the field.
Author: Adriana Bacila
Author: Adriana Bacila
Author: Xavier Decoopman
Author: Abdellatif Imad
Author: 
Author: Jean-Marie Virely
Author: Rami Hamam
Author: NARAYANASWAMI.. RANGANATHAN
Author: Malcolm D Bolton
Author: Terry W. Sturm