Étude expérimentale et numérique de la déchirure ductile basée sur des approches locales en mécanique de la rupture

• Auteur / Autrice : Joël Wilsius
• Direction : Gérard Mesmacque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèle de Gurson

Rupture, Mécanique de la

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Résumé

Cette étude est une contribution à l'analyse de la déchirure ductile utilisant les concepts de l'approche locale en mécanique de la rupture, dans le cas de trois matériaux possédant des taux inclusionnaires différents : un acier au carbone-manganèse étudié dans la configuration d'un joint soude, un acier au nickel-chrome 12NC6 et un alliage d'aluminium 2024-T351. Dans la partie expérimentale, les essais de déchirure ont mis en évidence l'influence de la fraction volumique d'inclusions fv sur les valeurs de la ténacité à l'amorçage caractérisée par le paramètre énergétique J0,2 et sur la résistance à la propagation de la fissure dJ/da. La simulation de la déchirure a été réalisée à l'aide du modèle de Rice-Tracey (RT) base sur la croissance des cavités et des modèles de Rousselier et Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) basés sur l'endommagement continu. Une étude paramétrique a permis de mettre en évidence l'influence majeure de la taille des mailles en pointe de fissure sur les résultats issus de l'approche locale et d'évaluer l'importance des paramètres lies aux modèles. Le modèle RT, contrairement aux potentiels de Rousselier et GTN, ne considère pas dans sa formulation la fraction volumique d'inclusions, ce qui le met en défaut dans les cas ou le taux inclusionnaire est faible. En outre, les trois modèles ont permis de prédire avec succès la direction d'une fissure dans le cas du joint soudé, mais seuls les potentiels de Rousselier et GTN sont parvenus à simuler l'avancée de la fissure, par effondrement automatique des mailles. Dans le cas du modèle RT, la technique de relâchement des noeuds utilisée pour simuler l'accroissement de la fissure nécessite la connaissance préalable du trajet de la fissure et limite ainsi l'application de ce modèle aux cas de structures homogènes présentant une symétrie géométrique.