Etude du champ de contraintes d'une plaque possédant une entaille en V avec différentes acuités et application aux mesures de la ténacité des matériaux fragiles

Study on stress field near a blunted tip V-notch of a plate and application of the concept of the critical notch stress intensity factor to the fracture toughness of brittle materials

• Auteur / Autrice : Lisha Niu
• Direction : Guy Pluvinage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Effet d'entaille

Rupture, Mécanique de la

Mots clés libres

Mécanique de la rupture

Entaille émoussée en V

Transformation conforme

Facteur d'intensité de contraintes

Résumé

L'analyse de la distribution des contraintes et le calcul du facteur d'intensité de contraintes dans le cas d'une entaille en V prennent une place essentielle dans le domaine de la mécanique de la rupture. Dans cette thèse, nous avons axe notre étude sur le cas d'une entaille émoussée en V qui est plus complexe que celui d'une entaille aiguë. La méthode de la transformation conforme de Schwartz-Cristoffel couplée avec les équations de l'élasticité a été améliorée et développée pour déterminer le champ de contraintes au voisinage d'une entaille avec une acuité importante dans une plaque finie. Nous avons utilisé une technique d'itération pour l'approche de la transformation exact que nous souhaitons obtenir. Le calcul a été aussi développé pour d'autres pièces telle qu'un joint soudé ou des entailles elliptiques et paraboliques dans certains cas. Le niveau de contraintes en fonction de la distance du fond d'entaille et de l'acuité peut être obtenu en détail. Le facteur d'intensité de contraintes d'entaille pour le cas d'une entaille émoussée a été étudié. La difficulté rencontrée s'explique en raison du fait de l'introduction de plus de coefficients que dans le cas d'une fissure ou d'une entaille aiguë. Un facteur d'intensité de contraintes critique a été proposé et il peut être considéré comme un paramètre décrivant la ténacité d'un matériau fragile entaille

The analysis of stress distribution and the calculation of the stress intensity factor to a V-notch are of basic significance in the fracture mechanics. In this study, the attention is paied to the blunted tip V-notch problem which is more complex than the sharp V-notch one. The conformal transformation method of Schwartz-Cristoffel associated with the elastic equations was improved and developed so as to determine the stress field near the blunted notch tip of a finite plate with different acuity until the case of a relative large rounded tip. An iteration method was applied to approach the exact transformation. Le calculation was also carried out for other plates such as a weld joint, a ^late with elliptic or parabolic notch. The results of the calculation were satisfatory and gave a possibility to analyse the stress concentration and the stress gradient at the notch tip. The relationship between the notch stress intensity factor and the notch acuity was studied. In this case, more coefficients have to determine the fracture toughness of brittle materials such as ceramics. An application to a brittle molybdene alloy was presented as an example of this method