‬Etude numérique et expérimentale de la topographie de la zone plastique à partir de la méthode des caustiques : application à un milieu ductile fissuré sollicité en mode I

Numerical and experimental study of the plastic zone's topography using optical caustics : application to a cracked ductile medium loaded in mode I

• Auteur / Autrice : Octavian Pop
• Direction : Mario Cottron, Valéry Valle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, productique, transport
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Plasticité

Rupture, Mécanique de la

Résumé

L’étude présentée dans ce mémoire concerne l'influence de la plasticité en pointe de fissure sur la topographie du champ de déplacements d'un milieu ductile fissuré, sollicité en mode I de rupture. Pour un milieu ductile avec une fissure stationnaire, le développement maximum de la zone plastique précède généralement le processus de propagation de la fissure. Dans ce cas, l'étude de la zone plastique peut fournir des informations sur l’imminence d’une rupture. Dû aux changements topologiques survenus en pointe de fissure pendant le chargement, un faisceau parallèle de lumière, incident à la surface du milieu, sera dévié de sa trajectoire initiale créant ainsi une caustique optique. Les études numériques et les essais expérimentaux réalisées sur des éprouvettes SEN fabriquées en polycarbonate, sollicitées en mode I au-delà de la limite initiale d'élasticité montrent que l’amplitude de la plasticité peut être évaluée à partir de la forme des caustiques.

The present study analyses the influence of local plasticity over the displacement field’s topography, developed in a mode I loaded ductile medium, near the crack tip. In such a medium, an initially stationary crack begins to extend as soon as the plastic zone reaches a critical size. This being the case, studying the plastic zone can provide information on the imminence of the crack propagation. Due to inherent topological changes in the crack tip during the loading, a parallel light beam, incident on the specimen boundary, will be deviated from its initial trajectory, thus creating an optical caustic. Numerical studies and experimental tests conducted on polycarbonate SEN specimens, loaded in mode I beyond their initial elasticity limit, show that the plasticity can be evaluated starting from the shape of the caustics.