ANALYSE DE L'INFLUENCE DES DEFORMATIONS PLASTIQUES DANS LES PROCESSUS DE FISSURATION ET DE FATIGUE PAR SIMULATION NUMERIQUE PDF Download
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ANALYSE PAR DES MOYENS NUMERIQUES DES CARACTERISTIQUES DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS EN FOND DE FISSURE LORSQU'ON TIENT COMPTE DE LA PLASTICITE. ETUDE DES PROBLEMES LIES A LA FISSURE FIXE: RAPPEL DE LA MECANIQUE DE RUPTURE DANS UN MILIEU ELASTIQUE; NATURE DES SINGULARITES, PRESENTATION DES DIFFERENTES FORMULATIONS DE L'INTEGRALE J. PRISE EN COMPTE DES DEFORMATIONS PLASTIQUES. CALCUL DE L'INTEGRALE J SELON RICE EN ADOPTANT UNE LOI DE DEFORMATION, EN ADOPTANT LA LOI INCREMENTALE. VERIFICATION PAR LE CALCUL NUMERIQUE DES RESULTATS DE RICE. PRISE EN COMPTE DE LA PLASTICITE DANS LE CAS GENERAL, FISSURE MOBILE. DISCUSSION DES PROBLEMES LIES A LA PROPAGATION, DE LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS. APPLICATION DES RESULTATS PRECEDENTS A LA FATIGUE. (ENPC)
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ANALYSE PAR DES MOYENS NUMERIQUES DES CARACTERISTIQUES DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS EN FOND DE FISSURE LORSQU'ON TIENT COMPTE DE LA PLASTICITE. ETUDE DES PROBLEMES LIES A LA FISSURE FIXE: RAPPEL DE LA MECANIQUE DE RUPTURE DANS UN MILIEU ELASTIQUE; NATURE DES SINGULARITES, PRESENTATION DES DIFFERENTES FORMULATIONS DE L'INTEGRALE J. PRISE EN COMPTE DES DEFORMATIONS PLASTIQUES. CALCUL DE L'INTEGRALE J SELON RICE EN ADOPTANT UNE LOI DE DEFORMATION, EN ADOPTANT LA LOI INCREMENTALE. VERIFICATION PAR LE CALCUL NUMERIQUE DES RESULTATS DE RICE. PRISE EN COMPTE DE LA PLASTICITE DANS LE CAS GENERAL, FISSURE MOBILE. DISCUSSION DES PROBLEMES LIES A LA PROPAGATION, DE LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS. APPLICATION DES RESULTATS PRECEDENTS A LA FATIGUE. (ENPC)
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER LA PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE DANS QUELQUES MATERIAUX METALLIQUES, REPRESENTATIFS DE TROIS GRANDES FAMILLES D'ALLIAGES, LES ALLIAGES D'ALUMINIUM, LES ACIERS AUSTENITIQUES ET LES ALLIAGES DE TITANE. LES VITESSES DE PROPAGATION SONT CORRELEES A L'ETAT DE CONTRAINTE A FOND DE FISSURE PAR L'INTERMEDIAIRE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE K OU DE L'INTEGRALE J DE RICE. UNE ANALYSE STATISTIQUE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST DONNEE. ELLE PERMET DE VALIDER LES CORRELATIONS ETABLIES, POUR CHAQUE MATERIAU, ENTRE VITESSE DE PROPAGATION ET ETAT DE CONTRAINTE A FOND DE FISSURE. CETTE THESE MONTRE L'IMPORTANCE DU POINT DE VUE DE LEURS CONSEQUENCES, DES PROCESSUS DE DEFORMATION PLASTIQUE A FOND DE FISSURE. CES PROCESSUS ONT ETE PRINCIPALEMENT ETUDIES SUR UN PLAN EXPERIMENTAL DANS LE CAS DE L'ACIER INOXYDABLE 18-10. LES CONTOURS ET LES DIMENSIONS DES ZONES PLASTIQUES CYCLIQUE ET MONOTONE ONT ETE ANALYSES ET LES RESULTATS CONFRONTES AUX PREVISIONS THEORIQUES. LES PROBLEMES D'OUVERTURE ET DE COMPLAISANCE D'EPROUVETTES FISSUREES ONT ETE ANALYSES. A CE TITE SONT DISTINGUES LES PROCESSUS D'OUVERTURE ELASTIQUE ET D'OUVERTURE PLASTIQUE. CES DERNIERS SONT LIES A L'EXTENSION DE LA ZONE PLASTIQUE A FOND DE FISSURE ET CONDUISENT A UNE OUVERTURE REMANENTE APRES DECHARGEMENT DE L'EPROUVETTE. LES EFFETS DE RETARD, INTRODUITS PAR DES VARIATIONS DE L'INTENSITE DU CHARGEMENT ONT ETE ETUDIES SUR UN PLAN EXPERIMENTAL ET CONFRONTES A DES MODELES THEORIQUES
Author: Man Su Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 266
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Le travail que nous présentons ici consiste à étudier la méthode du perçage en fond de fissure qui diminue l'acuité d'entaille, suivi d'une expansion du trou, qui introduit des contraintes résiduelles de compression. Ces deux actions combinées permettent d'accroître la durée de vie de la structure fissurée. La modélisation numérique proposée permet d'étudier les paramètres susceptibles d'accroître la durée de vie en fatigue. La simulation numérique, par la méthode des éléments finis, a été réalisée en 2D et en 3D. La simulation 2D est utilisée pour étudier les paramètres influençant la durée de vie en fatigue : le degré d'expansion, le diamètre final du trou et les propriétés mécaniques du matériau. La simulation 3D nous permet d'étudier la non uniformité du champ des contraintes résiduelles tangentielles à travers l'épaisseur de l'éprouvette et l'effet de la double expansion sur le nombre de cycles au réamorçage. Les résultats montrent que les degrés d'expansion n'ont pas d'influence sur la contrainte résiduelle tangentielle maximale de compression, par contre ils ont une influence sur la zone des contraintes résiduelles de compression et sur la zone des déformations plastiques. Ce travail nous a permis aussi de proposer une méthode pour déterminer le degré d'expansion optimum, l'approche expérimentale permet de valider nos conclusions issues de l'analyse numérique.
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Ce travail porte sur l'étude expérimentale et numérique de la fissuration et du cloquage induits par l'hydrogène dans des polycristaux de fer déformés plastiquement. Des essais mécaniques de traction et de cisaillement jusqu'à de grandes déformations plastiques ont été effectués sur le fer Armco, suivis de chargement cathodique en hydrogène. Le cloquage et la fissuration induites ont été caractérisés à différentes échelles, à l'aide de la surfométrie et d'analyses MEB-EBSD. Les résultats montrent la réduction du cloquage avec la déformation plastique et l'influence du mode de chargement mécanique avant chargement en hydrogène sur les caractéristiques des cloques et de la fissuration. Les fissures induites par l'hydrogène sont majoritairement transgranulaires et correspondent statistiquement avec les traces de plans de glissement du fer.Des simulations éléments finis de diffusion-piégeage après différents chargements mécaniques on tété effectuées pour mettre en évidence l'effet de la prédéformation sur la distribution d'hydrogène dans le matériau. Une modélisation phénoménologique de la croissance de pores sous pression interne a été proposée pour mettre en évidence de l'effet du mode de sollicitation sur le cloquage, en corrélation avec les tendances expérimentales.
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.
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: David Arizmendi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 350
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Un code de calcul, basé sur la méthode des éléments finis, des grandes transformations élastoviscoplastiques de monocristaux à structure cubique centrée a été développé pour analyser et prédire l'hétérogénéité de la déformation de ces matériaux . L’élasticité anisotrope et les particularités des micro-mécanismes du glissement plastique de la structure (c.c.) Ont été pris en compte. La loi de comportement utilise une approche similaire à celle proposée par C. Teodosiu et al. pour la structure c.f.c.. Les variables internes de ce modèle sont les densités de dislocations. La loi d’écoulement est une loi viscoplastique du type loi puissance. L’écrouissage est décrit par une composante thermiquement activée caractéristique de la friction de réseau et par une composante qui représente l’écrouissage forêt. L'objectif de cette étude est : i) la proposition dans le cadre de la mécanique des milieux continus et de la plasticité cristalline d'une loi élastoviscoplastique adaptée aux monocristaux à structure c. c. ; ii) l'identification dans le cas du fer des paramètres du modèle, à partir d'essais expérimentaux recueillis dans la littérature ; iii) la validation de cette loi de comportement, par comparaison entre les données expérimentales obtenues a partir d'un essai de traction uniaxiale in situ à l’intérieur d'un microscope électronique à balayage (m.e.b.) d'un monocristal de fer et les résultats numériques obtenus par des simulations, utilisant le modèle proposé et identifié, par la méthode des éléments finis de ce même essai mécanique ; iv) l'application de ce modèle, en réalisant des simulations numériques d'essais de traction uniaxiale d’agrégats a petits nombres de grains pour analyser l'influence de la distribution spatiale des orientations sur le comportement global et local et l'influence des grains voisins sur le comportement d'un grain.
Author: Mohammed Ghammouri Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 209
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L'ETUDE DU DOMMAGE EN FATIGUE PLASTIQUE A ETE ABORDEE SUR LE CUIVRE POLYCRISTALLIN EN PRENANT EN COMPTE DIFFERENTES CARACTERISTIQUES COMME LA TAILLE DE LA FISSURE PRINCIPALE, LA DISTRIBUTION EN LONGUEUR DES FISSURES SECONDAIRES, LA DENSITE TOTALE DES MICROFISSURES, LA STRUCTURE INTERNE DU MATERIAU, L'OBJECTIF ETANT DE DETERMINER L'IMPORTANCE RELATIVE DE CES FACTEURS SUR LA DUREE DE VIE. POUR CHAQUE AMPLITUDE DE DEFORMATION ETUDIEE (DE 3.10##4 A 5.10##3), LA STRUCTURE DE DISLOCATIONS ET SON EVOLUTION AU COURS D'UN CYCLAGE PROLONGE SOUS VIDE A ETE CARACTERISEE ET QUANTIFIEE. L'EVOLUTION DU DOMMAGE DANS L'AIR A LA TEMPERATURE AMBIANTE A ETE ETABLIE POUR LES ESSAIS A AMPLITUDE CONSTANTE. IL A AINSI ETE MONTRE QUE L'AMORCAGE SE PRODUIT TRES RAPIDEMENT ET QUE LA DUREE DE VIE EST DETERMINEE PAR LA PROPAGATION DE LA FISSURE PRINCIPALE. UNE LOI PHENOMENOLOGIQUE COMPATIBLE AVEC LA LOI DE MANSON-COFFIN A ETE ETABLIE RELIANT LA LONGUEUR DE FISSURE A L'AMPLITUDE DE DEFORMATION PLASTIQUE ET AU NOMBRE DE CYCLES. UNE ETUDE DU CUMUL DE DOMMAGE A ENSUITE ETE ABORDEE EN CHARCHANT A SEPARER L'INFLUENCE RELATIVE DE LA DENSITE DE MICROFISSURES, DE LA LONGUEUR DE LA FISSURE PRINCIPALE ET DE LA STRUCTURE INTERNE. EN ABSENCE DE DOMMAGE SURFACIQUE, UN PREECROUISSAGE CYCLIQUE PEUT MODIFIER LES CARACTERISTIQUES MICROSTRUCTURALES OU LA DENSITE DES MICROFISSURES A UN DEUXIEME NIVEAU D'AMPLITUDE MAIS NE JOUE AUCUN ROLE SUR LA PROPAGATION DE LA FISSURE PRINCIPALE ET DONC SUR LA DUREE DE VIE. DANS LE CAS D'UN ESSAI DE CUMUL A DEUX NIVEAUX, LA LOI DE CROISSANCE DE LA FISSURE PRINCIPALE ETABLIE POUR LES ESSAIS A AMPLITUDE CONSTANTE NE SUFFIT PAS TOUJOURS POUR PREVOIR LA DUREE DE VIE RESIDUELLE. EN EFFET LORSQUE LA DENSITE DE MICROFISSURES AMORCEES AU PREMIER NIVEAU EST TRES IMPORTANTE, ON OBSERVE UNE DIMINUTION DE LA DUREE DE VIE RESIDUELLE ASSOCIEE A DES PHENOMENES DE COALESCENCE ENTRE MICROFISSURES QUI ACCELERE LA
Author: MOHAMMAD.. RAHIMIAN
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