Modélisation du comportement dynamique des structures fissurées par la mécanique de rupture PDF Download
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Author: Mohammed Attigui Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 157
Book Description
LES STRUCTURES DE GENIE CIVIL SONT ASSUJETTIES A DES RUPTURES DYNAMIQUES ET L'EFFET DE L'INERTIE NE PEUT ETRE NEGLIGE. POUR L'ANALYSE D'UN PROBLEME DE RUPTURE, IL EST FONDAMENTAL DE COMPRENDRE LES PHENOMENES D'AMORCAGE, DE PROPAGATION ET D'ARRET DE FISSURES. DES DEVELOPPEMENTS THEORIQUES ET NUMERIQUES DES INTEGRALES INVARIANTES EN RUPTURE DYNAMIQUE BASES SUR UNE GENERALISATION DE L'INTEGRALE DE DESTUYNDER G-THETA SONT PRESENTES. DANS LE CAS PLUS GENERAL DE MODE MIXTE, NOUS AVONS PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE DE DECOUPLAGE. L'INTEGRALE M EST UNE LOI DE CONSERVATION BILINEAIRE. LES AVANTAGES DU CHAMP THETA NOUS ONT AMENE A DEVELOPPER L'INTEGRALE M-THETA. L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CETTE NOUVELLE METHODE EST LA SEPARATION DES MODES DE RUPTURE. LES RESULTATS DE NOTRE METHODE COMPARES A CEUX D'AUTRES METHODES DE LA LITTERATURE S'AVERENT TRES CONVAINQUANTS. L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE FISSURE NECESSITE LA PRISE EN COMPTE D'UNE VITESSE DE PROPAGATION, LES CRITERES ASSOCIES ET LA MESURE DE LA TENACITE DYNAMIQUE. LA TENACITE DEFINIT LA VALEUR CRITIQUE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTES QUI DEPEND DE LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA FISSURE. LA LIMITE DES SOLUTIONS ANALYTIQUES ET LA DIFFICULTE DES ESSAIS EXPERIMENTAUX ONT PERMIT UNE ORIENTATION VERS DES METHODES NUMERIQUES. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST LA SIMULATION DE LA PROPAGATION ET DE L'ARRET DE FISSURES AVEC DES APPROCHES ENERGETIQUES. UN ALGORITHME EST PROPOSE POUR LA MODELISATION DE PROPAGATION DE LA FISSURE BASEE SUR L'EQUILIBRE ENERGETIQUE DU SYSTEME. EN EFFET, IL EST POSSIBLE DE QUANTIFIER L'ENERGIE NECESSAIRE A L'EXTENSION DE LA FISSURE. NOTRE APPROCHE NUMERIQUE EST VALIDEE PAR UNE COMPARAISON AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. NOUS AVONS IMPLANTE CES METHODES DANS LE CODE DE CALCUL CASTEM 2000 DU C.E.A. PLUSIEURS APPLICATIONS NUMERIQUES SONT MONTREES POUR METTRE EN EVIDENCE LE COMPORTEMENT NUMERIQUE DE CES METHODES ET LA POSSIBILITE D'IDENTIFICATION DES FACTEURS D'INTENSITE DE CONTRAINTES D'UNE FISSURE EN PROPAGATION.
Author: Mohammed Attigui Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 157
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LES STRUCTURES DE GENIE CIVIL SONT ASSUJETTIES A DES RUPTURES DYNAMIQUES ET L'EFFET DE L'INERTIE NE PEUT ETRE NEGLIGE. POUR L'ANALYSE D'UN PROBLEME DE RUPTURE, IL EST FONDAMENTAL DE COMPRENDRE LES PHENOMENES D'AMORCAGE, DE PROPAGATION ET D'ARRET DE FISSURES. DES DEVELOPPEMENTS THEORIQUES ET NUMERIQUES DES INTEGRALES INVARIANTES EN RUPTURE DYNAMIQUE BASES SUR UNE GENERALISATION DE L'INTEGRALE DE DESTUYNDER G-THETA SONT PRESENTES. DANS LE CAS PLUS GENERAL DE MODE MIXTE, NOUS AVONS PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE DE DECOUPLAGE. L'INTEGRALE M EST UNE LOI DE CONSERVATION BILINEAIRE. LES AVANTAGES DU CHAMP THETA NOUS ONT AMENE A DEVELOPPER L'INTEGRALE M-THETA. L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CETTE NOUVELLE METHODE EST LA SEPARATION DES MODES DE RUPTURE. LES RESULTATS DE NOTRE METHODE COMPARES A CEUX D'AUTRES METHODES DE LA LITTERATURE S'AVERENT TRES CONVAINQUANTS. L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE FISSURE NECESSITE LA PRISE EN COMPTE D'UNE VITESSE DE PROPAGATION, LES CRITERES ASSOCIES ET LA MESURE DE LA TENACITE DYNAMIQUE. LA TENACITE DEFINIT LA VALEUR CRITIQUE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTES QUI DEPEND DE LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA FISSURE. LA LIMITE DES SOLUTIONS ANALYTIQUES ET LA DIFFICULTE DES ESSAIS EXPERIMENTAUX ONT PERMIT UNE ORIENTATION VERS DES METHODES NUMERIQUES. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST LA SIMULATION DE LA PROPAGATION ET DE L'ARRET DE FISSURES AVEC DES APPROCHES ENERGETIQUES. UN ALGORITHME EST PROPOSE POUR LA MODELISATION DE PROPAGATION DE LA FISSURE BASEE SUR L'EQUILIBRE ENERGETIQUE DU SYSTEME. EN EFFET, IL EST POSSIBLE DE QUANTIFIER L'ENERGIE NECESSAIRE A L'EXTENSION DE LA FISSURE. NOTRE APPROCHE NUMERIQUE EST VALIDEE PAR UNE COMPARAISON AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. NOUS AVONS IMPLANTE CES METHODES DANS LE CODE DE CALCUL CASTEM 2000 DU C.E.A. PLUSIEURS APPLICATIONS NUMERIQUES SONT MONTREES POUR METTRE EN EVIDENCE LE COMPORTEMENT NUMERIQUE DE CES METHODES ET LA POSSIBILITE D'IDENTIFICATION DES FACTEURS D'INTENSITE DE CONTRAINTES D'UNE FISSURE EN PROPAGATION.
Author: RECHO Naman Publisher: Lavoisier ISBN: 274628118X Category : Languages : fr Pages : 306
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Les objectifs de la mécanique de la rupture sont double, d'une part ils concernent la description des champs mécaniques au voisinage de la pointe de la fissure et les énergies qui leur sont associées et d'autre part, ils traitent de l'évaluation de la nocivité d'une fissure en terme de la propagation de celle-ci. Deux champs d'étude constituent la structure de cet ouvrage, l'un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d'une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités. Dans ce premier tome, une introduction à la mécanique des milieux continus s'avère nécessaire. Ensuite, une démarche consistant à étudier la façon permettant de voir "Comment introduire une singularité dans un milieu continu ?" est développée. Pour ce faire, deux manières subsistent : La première, locale, consiste, d'une part, à décrire les fonctions de contraintes (voire de déformations) comme étant continues partout sauf à la pointe de la fissure et d'autre part à introduire les conditions de surfaces libres relatives aux lèvres de la fissure, il s'agit alors de l'analyse asymptotique. Quant à la seconde manière, énergétique, elle revient à évaluer le taux de restitution de l'énergie potentielle conséquente à un accroissement infinitésimal de la longueur de fissure. Le deuxième tome du livre intitulé : propagation et bifurcation de fissure, traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargement monotone (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue). Les solutions analytiques obtenues ne peuvent pas être utilisées dans les structures à géométrie et conditions aux limites variées, alors il sera nécessaire de faire appel aux méthodes d'analyse numérique et plus particulièrement à la méthode des éléments finis. Deux chapitres abordent ces applications numériques : l'un, en tome I, relatif à l'introduction au calcul par éléments finis des structures fissurées et l'autre, en tome II traitant de la prévision de la rupture par fissuration des éléments de structures métalliques soumises à la fatigue. Chaque phénomène étudié est abordé suivant trois volets : - sa modélisation conceptuelle et théorique, - son utilisation dans les critères de résistance à rupture - et enfin sa mise en oeuvre en terme de faisabilité et d'application numérique. Le lecteur est mis en garde quant au fait que l'essentiel des développements du livre concerne les matériaux métalliques. L'extension des conclusions au cas de matériaux composites, élastomériques et plastiques est sujet à caution.
Author: RECHONaman Publisher: Lavoisier ISBN: 2746288052 Category : Languages : en Pages : 306
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Les objectifs de la mécanique de la rupture sont double, d'une part ils concernent la description des champs mécaniques au voisinage de la pointe de la fissure et les énergies qui leur sont associées et d'autre part, ils traitent de l'évaluation de la nocivité d'une fissure en terme de la propagation de celle-ci. Deux champs d'étude constituent la structure de cet ouvrage, l'un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d'une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités. Après un premier volume intitulé "Mécanique de la rupture par fissuration", ce deuxième tome traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargements monotones (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue). Les solutions analytiques obtenues ne peuvent pas être utilisées dans les structures à géométrie et conditions aux limites variées, alors il sera nécessaire de faire appel aux méthodes d'analyse numérique et plus particulièrement à la méthode des éléments finis. Deux chapitres abordent ces applications numériques : l'un, en tome I, relatif à l'introduction au calcul par éléments finis des structures fissurées et l'autre, dans le tome II traitant de la prévision de la rupture par fissuration des éléments de structures métalliques soumises à la fatigue.
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La simulation numerique du comportement des structures contenant des fissures stationnaires et soumises a des chargements dynamiques de natures sismiques represente un enjeu important, de plus, c'est un probleme complexe. C'est pour cette raison une nouvelle methode qui propose une alternative prometteuse et qui fait actuellement l'objet de nombreux travaux a ete apparu c'est la methode des elements finis etendus (X-FEM). Le principale avantage de cette methode est sa capacite de modelisation des fissures independamment du maillage a un temps de calcul reduit par rapport a la methode des elements finis classique. Cette methode a ete utilise dans ce travail afin d'evaluer le facteur d'intensite de contrainte dynamique, caracterisant la resistance a la rupture brutale des structures fissurees, en procedant a un couplage avec d'autres methode de calcul dynamique; une modale (moins couteuse et aussi precise qu'une methode de resolution directe) et l'autre modale spectrale (encore moins couteuse mais sensee un peu plus approximative). Cette derniere est tres employee en pratique d'ou l'interet d'evoquer son emploi pour les problemes de fissuration dans cette etude.
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Le beton est un des materiaux de construction les plus repandus dans le monde. Cependant, dans de nombreux secteurs industriels, il est de plus en plus courant d'etudier les marges de securite d'un ouvrage vis a vis de sollicitations. Il devient important de predire le mode de ruine de l'ouvrage. Neanmoins, il reste des difficultes liees principalement a la fissuration du beton. Ces difficultes se traduisent par des problemes ouverts concernant la localisation, l'initiation et la propagation des fissures. La premiere possibilite d'amelioration concerne l'utilisation de la methode des elements finis etendus. Une modelisation du comportement mecanique de cette fissure est introduite et conduit a une description de la propagation de fissure d'un element a un autre. La deuxieme possibilite est basee sur la mecanique de l'endommagement. Dans le cadre de la modelisation de l'endommagement de type standard generalise, le phenomene de localisation a ete etudie numeriquement pour des comportements divers: endommagement visqueux ou fragile. En particulier, les lois a gradient de l'endommagement sont aussi considerees en liaison avec des resultats recents de la litterature.
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Les instabilités autour d'ouvrages souterrains restent une des préoccupations majeures en mécanique des roches. Que ce soit dans le génie civil, minier ou pétrolier, leur apparition conditionne l'exploitation et la sécurité des ouvrages. Étant donné que de telles instabilités résultent généralement de la propagation de discontinuités induites autour des ouvrages, la mécanique linéaire de la rupture a été retenue comme outil d'analyse de déformations dans les roches. Une présentation est faite de cet outil et les possibilités nouvelles qu'il offre sont mises en évidence. Un code de calcul, basé sur la méthode des discontinuités de déplacements, a été développé pour la propagation en mode mixte des fissures. Il permet en particulier la prise en compte du frottement sur les lèvres des fissures fermées. Dans le but de valider ce code, une simulation numérique a été effectuée, qui montre une bonne concordance avec les résultats théoriques disponibles. Un modèle de matériau fissuré a été ensuite proposé. Il s'agit d'une cellule de matériau comportant une fissure inclinée frottante. Le modèle rend compte des traits essentiels du comportement a la rupture des roches : rupture axiale, apparition de pic de contrainte, transition fragile-ductile. Enfin, le modèle est appliqué aux ouvrages souterrains. On montre que la rupture peut démarrer à l'intérieur du parement. La progression de cette rupture se fait en deux phases (stable et instable) distinctes
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L'oobjet de cet ouvrage est de fournir une vision globale des phénomènes responsables de la ruine de matériaux de structure ; en acquérant une connaissance concrète des mécanismes de rupture, le lecteur pourra développer une capacité à prévenir les défaillances et, en cas de rupture en service, déterminer et combattre les causes de ruine. L'ouvrage aborde les points suivant : les moyens utilisés pour examiner les ruptures ; les phénomènes générateurs des défauts dans les structures et les concepts mécaniques permettant de quantifier les sollicitations locales qu'ils induisent (mécanique de la rupture) ; les mécanismes physiques qui conduisent à la rupture d'une pièce donnée : rupture théorique, rupture ductile, clivage, déchirement, fatigue et effets d'environnement : corrosion sous contrainte, fatigue par corrosion, fragilisation par l'hydrogène, fluage... Les matériaux considérés sont principalement des métaux et alliages métalliques, ainsi que les céramiques, verres ou polymères ; les conduites à tenir en présence de défauts, les méthodes de calculs de durée de vie et la prévention. Privilégiant un souci constant de détailler les implications concrètes en les illustrant par des cas réels, réduisant au minimum les développements mathématiques pour favoriser la présentation qualitative des phénomènes, La rupture des matériaux se veut un ouvrage pédagogique et opérationnel. Il est principalement destiné à des étudiants ou des ingénieurs dé â familiarisés avec la science des matériaux et qui voudraient approfondir Les phénomènes spécifiques conduisant aux ruptures.
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EN DEVELOPPANT UNE APPROCHE MONODIMENSIONNELLE DE TYPE POUTRE, ON CONTOURNE LA COMPLEXITE DU PROBLEME QU'ENTRAINE LA PRISE EN COMPTE DE LA PRESENCE D'UNE FISSURE CIRCONFERENTIELLE TRAVERSANTE, CETTE DERNIERE MODIFIANT LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE NON LINEAIRE D'UNE LIGNE DE TUYAUTERIE FISSUREE. LA METHODE PROPOSEE TROUVE SON APPLICATION DANS LE DEVELOPPEMENT DE DEUX ELEMENTS FINIS DE DEGRE DE SOPHISTICATION DIFFERENT, MAIS QUI S'AVERENT ETRE COMPLEMENTAIRES. POUR CES DEUX OUTILS, ON EMPLOIE UNE DECOMPOSITION APPROCHEE DES DEPLACEMENTS PRECONISEE PAR LES METHODES SIMPLIFIEES EN MECANIQUE DE LA RUPTURE. LE PLUS ELABORE, QUI TRAITE DE LA PLASTICITE DE LA SECTION FISSUREE, DE L'INITIATION DE LA PROPAGATION ET DE LA PROPAGATION DE LA FISSURE, EST A RESERVER A DES ETUDES QUASI-STATIQUES. LE SECOND, MOINS ELABORE, TOUT EN IGNORANT LE DETAIL DES PHENOMENES PHYSIQUES RENCONTRES, FOURNIT DE TRES BONS RESULTATS EN DYNAMIQUE, POUR DES CHARGEMENTS DE TYPE SISMIQUE
Author: Christophe Petit Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 196
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L'etude numérique de milieux composites fissures a l'aide du taux de restitution de l'énergie g est basée sur l'utilisation d'un code éléments finis classique associe a la méthode de l'extension virtuelle de fissure. Des règles de conception des maillages sont définies pour l'obtention d'une précision optimale. La validation numérique de la méthode de l'extension virtuelle de fissure dans plusieurs configurations de fissures à proximité d'une interface entre deux matériaux, permet de mieux définir le comportement des composites à la rupture. Deux applications permettent de considérer successivement, le comportement d'une interface et l'orthotropie des matériaux. L'étude d'une structure routière fissurée permet de valoriser la démarche et les outils numériques utilises précédemment. La nature de la liaison entre les différentes couches et le rapport des modules de deux couches successives a une importance non négligeable sur la propagation d'une fissure
Book Description
Le béton est un des matériaux de construction les plus répandus dans le monde. Cependant, dans de nombreux secteurs industriels, il est de plus en plus courant d'étudier les marges de sécurité d'un ouvrage vis à vis de sollicitations. Il devient important de prédire le mode de ruine de l'ouvrage. De nombreux travaux ont déjà été réalisés dans le monde sur ce sujet, conduisant à des modèles opérationnels dans des codes de calcul par éléments finis. Néanmoins, des difficultés subsistent, liées principalement à la fissuration du béton. Ces difficultés se traduisent par des problèmes ouverts concernant la localisation, l'initiation et la propagation des fissures. Le travail de thèse explore deux possibilités d'amélioration des méthodes de simulation numérique de propagation des fissures. La première possibilité d'amélioration concerne l'utilisation de la méthode des éléments finis étendus, XFEM (eXtended Finite Element Method). Une modélisation du comportement mécanique de fissure est introduite et conduit à une description de la propagation de fissure d'un élément à un autre. La deuxième possibilité est basée sur la mécanique de l'endommagement. Dans le cadre de la modélisation de l'endommagement de type standard généralisé, le phénomène de localisation a été étudié numériquement pour des comportements divers : endommagement visqueux ou fragile. Ces comportements sont décrits dans le même esprit que les lois de la visco-élasticité ou de la visco-plasticité ou de la plasticité classiques, à partir d'une interprétation thermodynamique générale. En particulier, les lois à gradient de l'endommagement sont aussi considérées en liaison avec des résultats récents de la littérature. Il est bien connu qu'un modèle à gradient permet d'interpréter les effets d'échelle des structures sous chargement mécanique. Il joue aussi un rôle intéressant dans les effets de localisation de la déformation
Author: Mohammed Attigui
Author: Mohammed Attigui
Author: RECHO Naman
Author: RECHONaman
Author: Kheira Camellia Nehar
Author: Truong Giang Nguyen
Author: Djimédo Kondo
Author: Clément Lemaignan
Author: ALAIN.. GUIRAUD
Author: Christophe Petit
Author: Truong-Giang Nguyen