Thèse soutenue

Contribution a la modelisation par elements finis du probleme de contact avec frottement et de l'indentation d'un bicouche, en comportement elastoplastique parfait

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Auteur / Autrice : RACHID FRIAT
Direction : MICHEL CAILLER
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Nantes

Résumé

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L'objet de ce travail est l'etude de l'indentation d'un materiau bicouche en comportement elastoplastique a l'aide d'un poincon en contact avec le bicouche suivant une surface de forme rectangulaire, circulaire, cylindrique ou hemispherique. L'etude a ete conduite a l'aide d'un code de calcul du type elements finis traitant en particulier le probleme de contact, avec ou sans frottement, entre le poincon et le bicouche, et la modelisation de l'interface revetement-substrat du bicouche. Le frottement, lorsqu'il existe, est de type coulomb, et sa prise en compte a ete faite a l'aide de deux methodes differentes. La premiere, utilisee uniquement dans le cas d'une zone de contact connue, traite le probleme comme une succession d'etats d'equilibre, supposant connue, la condition de frottement en tout point de contact. La solution est atteinte lorsque la loi de frottement est verifiee sur toute cette zone de contact. La seconde methode utilisee dans tous les cas, est basee sur la regularisation du terme de frottement et l'introduction des conditions de contact par la methode de penalisation exterieure, dans la formulation variationnelle. L'interface du bicouche est modelisee par des elements mixtes. Ceux-ci permettent de tenir compte de la continuite statique a l'interface, d'une part, et du raccordement avec le reste de la structure, d'autre part. Les resultats obtenus montrent le role considerable des duretes relatives du revetement et du substrat. Ceci apparait nettement dans l'evolution de la zone plastique, ainsi que, dans le cas du revetement mou, par la creation d'une contrainte de traction interfaciale d'un niveau suffisant pour produire la rupture d'adherence