Etude de quelques problemes de rupture ductile des metaux

Study of some problems of ductile fracture of metals

• Auteur / Autrice : Mihai Gologanu
• Direction : Jean-Baptiste Leblond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le modele de gurson decrit le comportement macroscopique d'un materiau ductile poreux contenant des cavites spheriques. Il est obtenu a partir d'une analyse-limite approximative d'une sphere creuse rigide-plastique, soumise a des conditions de taux de deformation homogene au bord. Afin d'incorporer les effets de forme des cavites dans ce modele, nous etendons l'approche de gurson au cas d'un volume ellipsoidal axisymetrique contenant une cavite ellipsoidale confocale. Ce modele comprend une surface de charge dependant de la porosite et du facteur de forme des cavites, et des lois d'evolution pour ces parametres. Nous exposons ensuite une etude analytique de la coalescence des cavites dans un materiau ductile contenant une distribution periodique de vides. Un premier modele generalise ceux de thomason et perrin ; il est fonde sur l'evaluation de la contrainte axiale provoquant l'ecoulement des ligaments horizontaux separant des cavites voisines. Un deuxieme modele est obtenu par l'homogeneisation d'un materiau fictif a deux phases, l'une saine et l'autre fortement poreuse, cense representer la concentration progressive des cavites dans certaines regions induite par la deformation. Le modele de gurson ne predit pas d'effet de rochet de la porosite au cours de chargements cycliques a triaxialite constante en valeur absolue, en contradiction avec l'experience. Nous montrons que cette insuffisance est due a la maniere dont gurson prend en compte les effets d'ecrouissage dans son modele, et aussi que l'amelioration proposee par perrin de cette prise en compte permet de pallier ce defaut. Enfin, nous exposons une analyse-limite d'une sphere creuse soumise a des conditions de taux de deformation inhomogene au bord. Le but est ici d'incorporer dans le modele de gurson l'effet de forts gradients des champs mecaniques a l'echelle d'une cellule representative (c'est-a-dire sur des distances de l'ordre de l'espacement entre cavites), apparaissant au voisinage de la pointe d'une fissure macroscopique.