Comportement à la rupture des matériaux fragiles sous sollicitations dynamiques : Application sur le verre

Fracture behavior of brittle materials under dynamic loading : Application on the glass

• Auteur / Autrice : Aimé Nyounguè
• Direction : Guy Pluvinage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des matériaux
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Metz
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LABPS - Laboratoire de mécanique Biomécanique Polymère Structures - EA4632

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effet d'entaille

Mécanique de la rupture

Verre

Résumé

Cette thèse est une contribution à l'étude du comportement à la rupture, à grande vitesse de déformation, d'un matériau fragile : le VERRE. Au cours de ce travail, où nous avons procédé à l'examen des mécanismes de rupture du verre float, deux volets ont été abordés : Mécanique de la Rupture sous Entaille : le couplage des méthodes expérimentales et numériques spécifiques a permis, à partir d'une analyse volumétrique du processus de rupture fragile, d'établir l'influence du gradient de contraintes en fond d'entaille et de déterminer le Facteur d'Intensité de Contrainte Entaille en mode I (mode d'ouverture). La prise en compte de l'effet d'inertie due aux solicitations dynamiques est faite par un modèle de type ORYNIACK. Endommagement et Ecaillage par Impact de Barre : l'écaillage par impact de barres provoqué par une superposition d'ondes de détentes, est un phénomène de nucléation et de croissance d'une zone endommagée à l'échelle microscopique. L'endommagement étant généralement défini par des approches classiques de type KACHANOV, nous proposons une formulation simple ayant des bases physiques. Les paramètres de ce nouveau modèle d'endommagements sont déterminés à partir de résultats expérimentaux et vérifiés par simulation numérique par la méthode des éléments finis

This thesis is a contribution of the study of fracture behaviour, in high rate deformation, a brittle material : GLASS. During this work, we have proceeded on examination of the fracture mechanisms of the float glass. Two aspects were approached : Fracture Mechanics under Notch : the coupling of specific experimental and numerical method has allowed, from a volumetric analysis of the brittle fracture process, to establish the influence of the pressure stress gradient in notch tip and to determine the of Notch Stress Intensity Factor in mode I (opening mode). The consideration of the inertial effect due to the dynamic loading is done by ORYNIACK'S model. Damage and Spalling by Bar Impact : the spalling by bars impact, due to the superposition of the relaxations waves, is a phenomenon of nucleation and growth of the damaged zone in the microscopic scale. The damage being generally defined by classic approach introduct by KACHANOV'S, we propose a simple formulation with physical bases. The parameters of this new damage model are based on experimental results and verified by numerical simulation with the finite elements method