Caractérisation et modélisation micromécanique de la propagation de fissures fragiles par effet de l'hydrogène dans les alliages AA 7xxx

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Book Synopsis Caractérisation et modélisation micromécanique de la propagation de fissures fragiles par effet de l'hydrogène dans les alliages AA 7xxx by : Neji Ben Ali

Download or read book Caractérisation et modélisation micromécanique de la propagation de fissures fragiles par effet de l'hydrogène dans les alliages AA 7xxx written by Neji Ben Ali and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous étudions la fragilisation par l'hydrogène de l'alliage d'aluminium 7108. Une technique expérimentale spécifique a été développée : Un pré-chargement en hydrogène des échantillons, à travers un dépôt de nickel de quelques dizaines de microns, qui empêche la dissolution du substrat d'aluminium, est utilisé. Il permet la comparaison de la résistance à la fragilisation de différentes microstructures modèles. Nous étudions l'effet du traitement thermique et de la précipitation sur la sensibilité à l'hydrogène pour des vitesses de déformation macroscopiques imposées variables. Différents modes de rupture sont observés ainsi que des transitions entre eux. Au moyen de simulations numériques à l'échelle mésoscopique, l'effet de taille des précipités intergranulaires pré-fragilisés sur la ténacité des joints de grains est estimé, en utilisant un modèle de zone cohésive. Nous analysons la compétition entre la diffusion de l'hydrogène vers la pointe de la fissure et la vitesse de fissuration par un couplage mécanique - diffusion basé sur la diffusion de l'hydrogène assistée par la contrainte hydrostatique. Une vitesse critique au-delà de laquelle l'hydrogène ne peut plus suivre la fissure, est mise en évidence. L'influence de la microstructure du joint de grains sur cette vitesse est analysée. La valeur est comparée à une estimation des vitesses de propagation expérimentales obtenues pour différentes vitesses de déformation macroscopiques. Nous analysons l'effet du piégeage de l'hydrogène par les précipités intergranulaires et la désorption sur la répartition de l'hydrogène le long du joint de grains en imposant un flux au niveau de l'interface précipités - matrice.

Caractérisation et modélisation tridimensionnelles de la propagation de fissures de fatigue dans les alliages d'aluminium modèles

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Book Synopsis Caractérisation et modélisation tridimensionnelles de la propagation de fissures de fatigue dans les alliages d'aluminium modèles by : Emilie Ferrié

Download or read book Caractérisation et modélisation tridimensionnelles de la propagation de fissures de fatigue dans les alliages d'aluminium modèles written by Emilie Ferrié and published by . This book was released on 2006 with total page 209 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Une approche utilisée la propagation des fissures de fatigue dans les alliages métalliques consiste à établir des lois de propagation c’est-à-dire, à corréler la vitesse de propagation de la fissure à l’amplitude de la variation du facteur d’intensité des contraintes (DK). Compte tenu de la difficulté expérimentale qu’implique la caractérisation des fissures en volume, ces lois sont le plus souvent établies à partir d’observations de surface. Nous proposons d’adopter une démarche différente qui consiste à prendre en compte l’aspect 3D de la propagation. Dans ce but, nous avons utilisé la micrographie X par rayonnement synchrotron pour visualiser in situ la forme 3D des fissures à différents stades de leur propagation dans deux alliages d’aluminium modèles. La méthode des Eléments Finis Etendus nous a permis de calculer les valeurs des facteurs K sans faire d’hypothèse de forme mais en prenant en compte la forme 3D réelle des fissures extraites des images tomographiques. Cette approche a été appliquée au cas des fissures microstructurellement courtes dont la forme très irrégulière a été corrélée à la forme 3D des joints de grains révélés par la technique du mouillage au Gallium. Pour ces fissures, la connaissance des valeurs de réelles de K n’est pas suffisante pour prédire l’évolution de leur forme en volume, montrant ainsi les limites d’une approche géométrique / élastique. Les fissures microstructurellement longues, dont la forme en volume est très régulière, se caractérisent par une forte anisotrope de propagation sont en bon accord avec les données expérimentales

Simulation of time-dependent crack propagation in a quasi-brittle material under relative humidity variations based on cohesive zone approach

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Book Synopsis Simulation of time-dependent crack propagation in a quasi-brittle material under relative humidity variations based on cohesive zone approach by : Ngoc Anh Phan

Download or read book Simulation of time-dependent crack propagation in a quasi-brittle material under relative humidity variations based on cohesive zone approach written by Ngoc Anh Phan and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à la simulation du comportement à la rupture de bois sous des chargements à long terme et sous des conditions d'Humidité Relatives (HR) de l'air variables. Il est connu que le bois est un matériau fortement hygroscopique, ses propriétés mécaniques et de rupture sont en effet très dépendantes de sa teneur en eau. En outre, la stabilité d'une fissure existante dans un élément structural peut être fortement influencée parles variations, en particulier brusques, d'humidité relative qui peut conduire à la rupture inattendue de l'élément.L'approche thermodynamique proposée intègre l'effet de mécanosorption dans l'expression analytique de la déformation, en découplant les déformations mécaniques et celles dues au comportement mécanosorptif du matériau. En outre, la rupture quasi-fragile du matériau boisest traduite par un modèle de zone cohésive dont les paramètres de cohésion sont fonctions de la teneur en eau afin de simuler l'effet de l'humidité sur les propriétés de rupture. Sur cette base, une formulation incrémentale permet l'intégration de l'effet des variations soudaines d'humidité relative (autrement dit, le choc hydrique) sur la zone d'élaboration(zone cohésive) en introduisant un champ de contraintes supplémentaires le long de cette zone. Fonction de la variation de HR, ce champ de contraintes supplémentaires dépend de l'état de contrainte et de l'ouverture de la fissure le long de la zone cohésive, mais également de l'humidité en pointe de fissure (matériau non endommagé). Dans l'analyse par éléments finis, un opérateur tangent algorithmique est utilisé pour résoudre le problème non linéaire en combinant le modèle de mécanosorption et le modèle de zone cohésive et en intégrant l'effet du choc hydrique.La simulation du comportement d'une éprouvette entaillée soumise à un chargement constant et à des variations cycliques de HR montre un fort couplage entre le comportement mécanosorptif et l'effet du choc hydrique HR sur la zone d'élaboration. Ce couplage entraîne une augmentation de la propagation des fissures et conduit à une fissuration plus précoce par rapport à celle obtenue à partir du modèle de mécanosorption seul ou à partir du modèle de zone cohésive en intégrant l'effet des variations soudaines de HR. En outre, le couplage entre le modèle mécanosorptif et le modèle de zone cohésive en intégrant l'effet du chochydrique montre l'intérêt d'une telle approche numérique pour décrire le comportement complexe des éléments de charpente en bois soumis à des conditions climatiques variables,comportement qui ne peut être prédit par une simple superposition des deux modélisations.

Contribution à la modélisation des mécanismes d’ouverture des fissures soumises à des sollicitations cycliques dans des alliages d’aluminium

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Book Synopsis Contribution à la modélisation des mécanismes d’ouverture des fissures soumises à des sollicitations cycliques dans des alliages d’aluminium by : Alain Clérivet

Download or read book Contribution à la modélisation des mécanismes d’ouverture des fissures soumises à des sollicitations cycliques dans des alliages d’aluminium written by Alain Clérivet and published by . This book was released on 1986 with total page 300 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés dans ce mémoire apportent une contribution à la modélisation de la propagation des fissures dans des alliages d’aluminium à hautes résistances. Modélisation qui repose avant tout sur les mécanismes d’ouverture-fermeture (effet de talonnage) des lèvresde la fissure mis en évidence par Elber (1971). Une analyse des modalités d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisse a permis de clarifier le concept d’Elber longtemps controversé. Elle a été rendue possible grâce à la mise au point de techniques permettant de rendre compte aussi bien du comportement global que local de l’éprouvette fissurée. Cette double technique a permis de conclure quant aux effets éventuels d’un environnement agressif liquide sur les mécanismes d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisses. Cependant les paramètres d’ouverture sont difficilement quantifiables à partir d’essais effectués sur telles éprouvettes d’autant que les paramètres mécaniques sont variés. Ainsi l’effet d’histoire (contrainte moyenne, surcharge, sous-charge....) a-t-il été étudié, dans un premier temps, à partir de plaques minces où un état de contrainte plane prédomine. Conditions d’essais similaires à celles retenues par Elber. L’étude des mécanismes macro- et microscopiques a permis de valider certaines hypothèses avancées par l’auteur concernant les changements d’amplitude variable. Les résultats ont donné lieu à une modélisation de l’effet de variation temporaire du chargement. Les relations établies peuvent être appliquées à des cas de chargement complexe. Par ailleurs l’étude des mécanismes d’ouverture dans le cas où la propagation s’effectue principalement en état de déformation plane, a été conduite à l’aide d’éprouvettes massives contenant des défauts bidimentionnels (quart ou demi-cercle). Ce mode de propagation représente un cas pratique très fréquent. A nouveau l’influence des paramètres mécaniques a été étudié en terme d’ouverture effective. De là, il a été possible de conclure quant à l’influence de l’état de contrainte sur la propagation que ne le permettait l’étude conduite à partir des éprouvettes épaisses. Par ailleurs, deux mécanismes principaux ont été mis en évidence l’un est du à un effet de talonnage, l’autre est lié à l’évolution de la forme du front de fissure qui joue un rôle majeur dans la détermination du facteur d’intensité de contrainte local. Ils fournissent une explication, de l’effet de surcharge sur éprouvettes épaisses contenant des défauts linéaires.

Modélisation de la propagation instable et limitée de fissure dans les zones locales fragiles

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Book Synopsis Modélisation de la propagation instable et limitée de fissure dans les zones locales fragiles by : Haithem Adouani

Download or read book Modélisation de la propagation instable et limitée de fissure dans les zones locales fragiles written by Haithem Adouani and published by . This book was released on 2008 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Assurer l’intégrité des structures et composants industriels de grande taille passe par la considération de la présence de défauts et par la détermination des conditions d’amorçage, de propagation et d’arrêt des fissures dues à la présence de ces défauts. Notre étude est motivée par la prédiction de la propagation quasi-statique et dynamique de fissures dans les composants industriels de grande taille. Il s’agit d’étudier l’extension instable de ces fissures lorsqu’elles s’amorcent dans des zones locales fragiles. Le phénomène dit de « pop-in » peut alors être observé. Au cours de cette étude, nous analysons le phénomène du pop-in en développant une approche numérique appropriée. La fissuration est modélisée par la théorie de la zone cohésive. Dans notre étude, nous avons choisi d’utiliser des éléments finis d’interface pour représenter les fissures. Ces éléments sont développés dans un code éléments finis orienté objets. Le comportement mécanique de ces éléments d’interface est régi par une loi de comportement cohésive adoucissante développée pour évaluer l’endommagement et la rupture des matériaux étudiés. Le développement de la loi de comportement cohésive a nécessité la mise en place de solveurs statiques et dynamiques non-linéaire appropriés et efficaces, basés sur la méthode de Newton modifiée et sur la méthode de Galerkin discontinue en temps. Le développement de ces outils numériques a été testé et validé par des calculs numériques sur éprouvettes CT. Enfin, l’application sur une structure de grande taille, des différents outils numériques développés et validés sur des éprouvettes d’essai, est présentée.

Micro-mechanical modelling of heterogeneous materials containing microcracks with Discrete Element Method (DEM)

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Book Synopsis Micro-mechanical modelling of heterogeneous materials containing microcracks with Discrete Element Method (DEM) by : Farid Asadi

Download or read book Micro-mechanical modelling of heterogeneous materials containing microcracks with Discrete Element Method (DEM) written by Farid Asadi and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet Européen ATHOR (Advanced THermomechanical Multiscale Modelling of Refractory Linings). Les matériaux réfractaires sont des céramiques hétérogènes, résistantes à des températures élevées pour lesquelles, dans de nombreux cas, des microfissures préexistantes au sein de la microstructure jouent un rôle clé dans la résistance aux chocs thermiques. La Méthode des Eléments Discrets (MED) est aujourd'hui considérée comme un outil numérique majeur qui peut contribuer, à l'avenir, à concevoir des microstructures plus performantes. Ainsi, cette thèse est dédiée à la simulation numérique de matériaux réfractaires intégrant leur microstructure, leurs hétérogénéités, ainsi que la présence de fissures, et leur influence sur le comportement mécanique macroscopique. Ces travaux ont par ailleurs été réalisés dans le cadre d'un partenariat avec la société "ITASCA consultants". Au sein de l'outil Particle Flow Code (PFC), utilisé comme plateforme numérique MED, le model de contact Flat Joint Model (FJM) a été choisi car celui-ci permet de modéliser des microstructures de grains imbriqués, analogues à celles des matériaux réfractaires. Afin de développer des modèles numériques permettant de décrire les relations entre la microstructure et le comportement thermomécanique macroscopique, il est essentiel de mettre en oeuvre une approche multi-échelles, micro à macro, précise pour chacune des propriétés physiques clés intervenant dans la tenue aux chocs thermiques, en commençant par les propriétés d'élasticité. Dans cet objectif, la MED n'étant pas, à ce stade, aussi robuste que la Méthode des Eléments Finis (MEF), une approche d'homogénéisation périodique est proposée pour des milieux continus. Cette approche a ici été validée en comparant les résultats obtenus à des matériaux modèles, des modèles analytiques et MEF. A l'échelle méso-scopique, un modèle MED utilisant une approche statistique pour imiter l'influence mécanique des microfissures préexistantes est mis en oeuvre. Cette approche a également été validée par des données mécaniques expérimentales. Par la suite, afin de vérifier l'applicabilité du modèle MED proposé, des simulations de Wedge Splitting Test (WST) sont proposées pour étudier le processus de fissuration et le comparer qualitativement aux résultats expérimentaux obtenus en DIC. Finalement, un modèle hybride discret/continu (MED/MVF) est proposé pour optimiser ces simulations de WST et réduire les temps de calculs. Ces résultats clés ouvrent de nouvelles voies très intéressantes d'utilisation de la MED pour prédire le comportement thermomécanique de matériaux hétérogènes contenant de nombreuses microfissures pouvant se propager simultanément.

Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie

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Book Synopsis Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie by : Sébastien Dézécot

Download or read book Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie written by Sébastien Dézécot and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude s'attache à caractériser les mécanismes d'endommagement qui mènent à la rupture d'un alliage AlSi7Cu3Mg élaboré par un procédé à modèle perdu sous sollicitations cycliques isothermes à 250°C en condition de plasticité généralisée. Sa caractérisation par micro-tomographie aux rayons X (μCT) a montré la complexité et l'aspect 3D marqué de la microstructure: présence de pores de morphologies complexes de grandes tailles (>1mm) et d'un réseau inter-connecté de particules. Un montage expérimental a été développé pour réaliser des essais de fatigue à haute température suivis in situ par μCT synchrotron. Ces essais ont mis en évidence les interactions entre les fissures et les éléments microstructuraux. Les fissures s'amorcent au cœur des éprouvettes à proximité des cavités de retrait au niveau de particules dures. La propagation des fissures apparaît corrélée à la rupture progressive des particules présentes en pointe de fissure. Ces observations ont été complétées par des essais de fissuration réalisés sur des éprouvettes macroscopiques. Un matériau sans pore (similaire au premier) à été produit pour dissocier le rôle des pores et celui des particules dans la fissuration du matériau. L'influence des pores se révèle du premier ordre pour l'amorçage. Des maillages éléments finis réalistes ont été générés pour réaliser des simulations élasto-viscoplastiques qui ont permis de proposer un critère d'amorçage. Les zones critiques vis-à-vis de l'amorçage de fissures sont celles où l'énergie de déformation inélastique est maximale. Les chemins de fissuration correspondent aux zones localisant les déformations inélastiques et présentant de fortes triaxialités des contraintes. L'ensemble de ces analyses a donc permis de proposer un scénario complet d'endommagement. Enfin, les essais sur éprouvettes macroscopiques ont permis de proposer un modèle pour décrire la vitesse de propagation des fissures et ceci pour les deux matériaux. Ce modèle, facilement utilisable en bureau d'étude, a été validé pour différents niveaux de chargements.

Damage Behavior of Glass Subjected to Static Contact and Impact Loading

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Book Synopsis Damage Behavior of Glass Subjected to Static Contact and Impact Loading by : Jewan Ismail

Download or read book Damage Behavior of Glass Subjected to Static Contact and Impact Loading written by Jewan Ismail and published by . This book was released on 2010 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans une première partie de cette thèse, l'indentation du verre par des sphères rigides a été analysée numériquement. Un modèle d'endommagement continu anisotrope a été implanté dans un code de calculs par éléments finis pour étudier l'endommagement du verre. Trois zones ont été mises en évidence : la première est liée à la fissure conique, la deuxième à la fissure médiane et la troisième à la déformation permanente. Les directions des fissures prédites via le critère de densité d'énergie minimale ont été trouvées en très bon accord avec ceux déterminées expérimentalement dans la littérature. Le modèle utilisé dans l'analyse statique a été étendu aux cas dynamiques dans une deuxième partie de cette thèse. Une attention particulière a été portée sur la fissure conique. Un modèle d'endommagement simplifié (seulement gouverné par la contrainte principale maximale) couplé à la technique de désactivation des éléments a été utilisé pour suivre la propagation de la fissureconique sans présumer du site d'initiation. Dans une dernière partie de cette thèse, le phénomène d'érosion du verre a été étudié expérimentalement (par sablage) et numériquement. Le modèle implanté a été utilisé pour expliquer les observations expérimentales, en particulier la dépendance de l'enlèvement de matière vis-à-vis de la taille des projectiles, la distance inter-projectiles, la vitesse d'impact, l'angle d'impact et le nombre d'impacts. En modélisant plusieurs tailles et vitesse de projectiles en accord avec les paramètres expérimentaux connus, la simulation numérique d'un seul impact a prédit une quantité de matière enlevée en très bon accord avec celui mesuré expérimentalement par profilométrie.

Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie

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Book Synopsis Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie by : Sébastien Dézécot

Download or read book Caractérisation et modélisation du rôle des défauts microstructuraux dans la fatigue oligocyclique des alliages d'aluminium de fonderie written by Sébastien Dézécot and published by . This book was released on 2019 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude s'attache à caractériser les mécanismes d'endommagement qui mènent à la rupture d'un alliage AlSi7Cu3Mg élaboré par un procédé à modèle perdu sous sollicitations cycliques isothermes à 250°C en condition de plasticité généralisée. Sa caractérisation par micro-tomographie aux rayons X (μCT) a montré la complexité et l'aspect 3D marqué de la microstructure: présence de pores de morphologies complexes de grandes tailles (>1mm) et d'un réseau inter-connecté de particules. Un montage expérimental a été développé pour réaliser des essais de fatigue à haute température suivis in situ par μCT synchrotron. Ces essais ont mis en évidence les interactions entre les fissures et les éléments microstructuraux. Les fissures s'amorcent au cœur des éprouvettes à proximité des cavités de retrait au niveau de particules dures. La propagation des fissures apparaît corrélée à la rupture progressive des particules présentes en pointe de fissure. Ces observations ont été complétées par des essais de fissuration réalisés sur des éprouvettes macroscopiques. Un matériau sans pore (similaire au premier) à été produit pour dissocier le rôle des pores et celui des particules dans la fissuration du matériau. L'influence des pores se révèle du premier ordre pour l'amorçage. Des maillages éléments finis réalistes ont été générés pour réaliser des simulations élasto-viscoplastiques qui ont permis de proposer un critère d'amorçage. Les zones critiques vis-à-vis de l'amorçage de fissures sont celles où l'énergie de déformation inélastique est maximale. Les chemins de fissuration correspondent aux zones localisant les déformations inélastiques et présentant de fortes triaxialités des contraintes. L'ensemble de ces analyses a donc permis de proposer un scénario complet d'endommagement. Enfin, les essais sur éprouvettes macroscopiques ont permis de proposer un modèle pour décrire la vitesse de propagation des fissures et ceci pour les deux matériaux. Ce modèle, facilement utilisable en bureau d'étude, a été validé pour différents niveaux de chargements.

Modélisation micromécanique de la fissuration des matériaux hétérogènes par des modèles d'inclusion avec décollement à l'interface

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Book Synopsis Modélisation micromécanique de la fissuration des matériaux hétérogènes par des modèles d'inclusion avec décollement à l'interface by : Vinh Hoang Tan Le

Download or read book Modélisation micromécanique de la fissuration des matériaux hétérogènes par des modèles d'inclusion avec décollement à l'interface written by Vinh Hoang Tan Le and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le décollement à l'interface constitue l'un des principaux modes de ruine pour les matériaux hétérogènes de type "inclusion-matrice". Du point de vue de la modélisation, il est donc essentiel de décrire le comportement de tels matériaux comportant des interfaces partiellement décollées.Dans le cadre de la mécanique linéaire de la rupture (en élasticité plane), ce travail concerne tout d'abord l'analyse de fissures interfaciales situées à la frontière d'une inclusion circulaire, immergée dans une matrice infinie. La solution générique d'un tel problème, s'appuyant sur la méthode des potentiels complexes de Muskhelishvili, a été proposée par Perlman et Sih (1966). Cette solution générale a été appliquée successivement aux cas d'une fissure unique et de deux fissures symétriques par Toya (1974) et Prasad et Simha (2002, 2003), respectivement. Nous utilisons ici la méthodologie de Perlman et Sih (1966) pour calculer la solution au problème de deux fissures d'interface de longueurs différentes, mais partageant le même axe de symétrie. Sur la base de la solution obtenue, nous analysons ensuite la propagation de deux fissures initialement symétriques. Nous montrons que la propagation peut être asymétrique : la longueur d'une des fissures croît, tandis que celle de l'autre reste constante.Ensuite, le schéma d'homogénéisation de Mori-Tanaka est adopté pour étudier l'effet du décollement partiel de l'interface sur le comportement macroscopique du matériau. Finalement, nous présentons une courbe de contrainte-déformation macroscopique du matériau hétérogène de type "inclusion-matrice" soumis à une traction uniaxiale tenant compte de l'endommagement dû au décollement à l'interface. L'influence de paramètres tels que fraction volumique des inclusions, taille des particules et angle initiale des fissures sur cette courbe est examinée.

EFFETS D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES MATERIAUX HETEROGENES

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Book Synopsis EFFETS D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES MATERIAUX HETEROGENES by : PASCAL.. DAGUIER

Download or read book EFFETS D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES MATERIAUX HETEROGENES written by PASCAL.. DAGUIER and published by . This book was released on 1997 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES SURFACES DE RUPTURE DES MATERIAUX HETEROGENES SONT DES OBJETS FRACTALS AUTO-AFFINES DANS UN DOMAINE D'ECHELLES DE LONGUEUR QUI DEPEND FORTEMENT DE LA MICROSTRUCTURE. L'EXPOSANT DE RUGOSITE, LIE A LA DIMENSION FRACTALE DE LA SURFACE, EST INDEPENDANT DU MATERIAU ET DU MODE DE RUPTURE ET EST PROCHE DE 0.8. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL DE THESE EST D'ABORD D'EXAMINER L'INFLUENCE DE LA VITESSE DE PROPAGATION DE LA FISSURE SUR LA MORPHOLOGIE DES SURFACES DE RUPTURE DE FATIGUE D'ALLIAGES D'ALUMINIUM ET D'UN INTERMETALLIQUE DE TITANE. ENSUITE, IL ETUDIE L'INDEPENDANCE DE L'EXPOSANT DE RUGOSITE ET LA VARIATION DES ECHELLES DE LONGUEUR AVEC LA MICROSTRUCTURE PAR LE BIAIS D'UN PROGRAMME DE SIMULATION DE LA PROPAGATION DE FISSURES DANS UN MATERIAU HETEROGENE. LES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS SONT, SUR LE PLAN EXPERIMENTAL, LA CARACTERISATION DES SURFACES DE RUPTURE SUR PRESQUE SIX DECADES D'ECHELLES DE LONGUEUR GRACE A L'UTILISATION CONJOINTE DE LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET LA MICROSCOPIE A FORCE ATOMIQUE. UN NOUVEAU REGIME DE RUPTURE, CARACTERISE PAR UN EXPOSANT DE RUGOSITE DE L'ORDRE DE 0.5, A ETE MIS EN EVIDENCE AUX PETITES ECHELLES DE LONGUEUR ET/OU AUX FAIBLES VITESSES MOYENNES DE PROPAGATION DE LA FISSURE. LA CROISSANCE DISCONTINUE D'UNE FISSURE, PHENOMENE IMPORTANT DANS LE REGIME DE SEUIL DE FATIGUE, SEMBLE ETRE A L'ORIGINE DE CE SECOND REGIME. EN OUTRE, DES SIMILITUDES ENTRE LA PROPAGATION D'UN FRONT DE FISSURE DANS UN MATERIAU HETEROGENE ET UNE TRANSITION DYNAMIQUE DU SECOND ORDRE (LA TRANSITION D'EPINGLAGE/DESEPINGLAGE) SONT MISES EN EVIDENCE. SUR LE PLAN NUMERIQUE, LES RESULTATS DE LA SIMULATION FONT APPARAITRE DEUX MODES DE PROPAGATION POUR UNE FISSURE MACROSCOPIQUE. UN MODE DE PROPAGATION PAR DEFLEXION OU LA FISSURE AVANCE AUX MILIEUX DES IMPURETES MICROSTRUCTURALES ET EST DEVIEE PAR CELLES-CI ; UN MODE DE PROPAGATION PAR BRANCHEMENT OU LA FISSURE AVANCE PRINCIPALEMENT PAR COALESCENCE AVEC L'ENDOMMAGEMENT CREE A SON EXTREMITE. CES DEUX MODES DE PROPAGATION SONT CARACTERISES PAR DEUX EXPOSANTS DE RUGOSITE DIFFERENTS RESPECTIVEMENT EGAUX A 0.5 ET 0.7. PAR AILLEURS, CES SIMULATIONS RENDENT COMPTE DE L'INDEPENDANCE DE L'EXPOSANT DE RUGOSITE AVEC LES DIFFERENTS PARAMETRES MICROSTRUCTURAUX TESTES ET L'EXISTENCE D'UNE MICROSTRUCTURE OPTIMALE CONDUISANT A UN MAXIMUM DE LA TENACITE DU MATERIAU SIMULE.

Modélisation de la propagation des fissures dans les engrenages par la méthode des éléments de frontières

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Book Synopsis Modélisation de la propagation des fissures dans les engrenages par la méthode des éléments de frontières by : Sébastien Lalonde

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Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures de corrosion sous contrainte

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Book Synopsis Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures de corrosion sous contrainte by : Christine Peyrat

Download or read book Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures de corrosion sous contrainte written by Christine Peyrat and published by . This book was released on 1997 with total page 223 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: UNE ETUDE PHENOMENOLOGIQUE DE L'AMORCAGE ET DE LA PROPAGATION DE FISSURES DE CORROSION SOUS CONTRAINTE (CSC) A ETE REALISEE SUR L'ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE Z 2 CN 18.10 EN PRESENCE D'UNE SOLUTION AQUEUSE DE CHLORURE DE MAGNESIUM BOUILLANTE A 153C. LA METHODE DE CARACTERISATION UTILISEE EXPLOITE LES INFORMATIONS MORPHOLOGIQUES (FORME DES FISSURES ET REPARTITION DE LEURS TAILLES) PRESENTES SUR UNE EPROUVETTE APRES UN ESSAI DE CSC. CETTE METHODE, INDEPENDANTE DE TOUTE HYPOTHESE SUR LES MECANISMES, A PERMIS D'EXPRIMER ANALYTIQUEMENT LA VITESSE DE PROPAGATION D'UNE FISSURE EN FONCTION DE SA PROFONDEUR ET DE LA DENSITE DE FISSURES PLUS PROFONDES. LA PRESENCE DE CE DERNIER PARAMETRE POURRAIT TRADUIRE UN EFFET D'ECRAN D'ORIGINE MECANIQUE EXERCE PAR LES FISSURES DE GRANDE TAILLE. A PARTIR DE CETTE EXPRESSION, UNE VITESSE D'AMORCAGE VRAI A PU ETRE CALCULEE PAR EXTRAPOLATION. CETTE REPRESENTATION ANALYTIQUE DE L'AMORCAGE ET DE LA PROPAGATION DES FISSURES A PERMIS DE RENDRE COMPTE DE LA SATURATION OBSERVEE LORS DE LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DE L'AMORCAGE APPARENT. AU COURS DU TEMPS, LE NOMBRE DE FISSURES DE PROFONDEURS SUPERIEURES A UNE PROFONDEUR SEUIL TEND VERS UNE VALEUR LIMITE QUI DEPEND TRES FORTEMENT DU SEUIL CHOISI. CET EFFET DE SATURATION PEUT ETRE INTERPRETE COMME PROVENANT EXCLUSIVEMENT DU COMPORTEMENT EN PROPAGATION DES PETITES FISSURES, LA VITESSE D'AMORCAGE VRAI POUVANT ETRE EXPRIMEE SOUS LA FORME SIMPLE D'UNE FONCTION PUISSANCE DU TEMPS. DANS LE CAS D'ESSAIS DE TRACTION LENTE, IL A ETE MONTRE QUE LES PARAMETRES CINETIQUES CARACTERISTIQUES DE L'AMORCAGE ET DE LA PROPAGATION DEPENDAIENT DE LA VITESSE D'ALLONGEMENT IMPOSEE. EN PARTICULIER, LA VITESSE DE PROPAGATION INITIALE DES FISSURES CROIT AVEC LA VITESSE D'ALLONGEMENT. LA REALISATION D'ESSAIS DE CSC SOUS DIFFERENTS TYPES DE CHARGEMENT MECANIQUE A PERMIS DE PRECISER LE DOMAINE DE VALIDITE DES EXPRESSIONS PROPOSEES.

Modélisation de la propagation de fissure de fatigue assistée par l'hydrogène gazeux dans les matériaux métalliques

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Book Synopsis Modélisation de la propagation de fissure de fatigue assistée par l'hydrogène gazeux dans les matériaux métalliques by : Clara Moriconi

Download or read book Modélisation de la propagation de fissure de fatigue assistée par l'hydrogène gazeux dans les matériaux métalliques written by Clara Moriconi and published by . This book was released on 2012 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: De nombreux travaux expérimentaux mettent en évidence que, dans un environnement hydrogénant, l'hydrogène généré par des réactions en surface puis drainé dans la zone plastifiée modifie les mécanismes de déformation et d'endommagement en pointe de fissure de fatigue dans les métaux, entraînant un abaissement important de leur résistance à la fissuration. L'objectif est de développer un modèle de ces phénomènes complexes dans le cadre de la mécanique de l'endommagement, et de le confronter aux résultats d'essais de propagation de fissure de fatigue sous hydrogène gazeux sur un acier inoxydable martensitique 15-5PH. Un modèle de fissuration utilisant une méthode de zone cohésive a été implémenté dans le code de calcul ABAQUS. Une loi de traction-séparation adaptée aux chargements cycliques, dont les paramètres sont influencés par la concentration en hydrogène, a été développée. De plus, la diffusion de l'hydrogène tient compte de l'influence de la contrainte hydrostatique et du piégeage. Le comportement mécanique du volume du matériau est modélisé par une loi élastoplastique. On montre que le modèle est capable de prédire la propagation monotone en présence d'hydrogène, puis on étudie la capacité du modèle cohésif avec la loi de traction-séparation développée à prédire les courbes de propagation de fatigue pour l'acier 15-5PH sous air. Enfin, les vitesses de propagation de fissure de fatigue simulées en présence d'hydrogène sont comparées à celles obtenues expérimentalement. La capacité du modèle à évaluer les contributions respectives des mécanismes d'endommagement (HELP, HEDE) dans la dégradation de la résistance à la fissuration de l'acier étudié est discutée.

Simulation des vitesses de propagation d'une fissure dans un alliage à base de nickel à haute température sous vide et sous chargement de fatigue-fluage

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Book Synopsis Simulation des vitesses de propagation d'une fissure dans un alliage à base de nickel à haute température sous vide et sous chargement de fatigue-fluage by : Alexandre Piard

Download or read book Simulation des vitesses de propagation d'une fissure dans un alliage à base de nickel à haute température sous vide et sous chargement de fatigue-fluage written by Alexandre Piard and published by . This book was released on 2003 with total page 259 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est de simuler les vitesses de fissuration sous chargement cyclique avec ou sans temps de maintien à haute température dans un environnement inerte, pour un matériau " fragile au fluage ", un superalliage à base de nickel. Les essais de fissuration avaient été menés à 750ʿC sous vide pour mettre en relief les interactions des effets d'endommagement induits par le fluage et la fatigue. Pour représenter la partie cyclique du chargement, la simulation fait intervenir un champ d'endommagement cyclique au voisinage de la pointe de fissure et la fermeture de fissure. La simulation lors des temps de maintien utilise un champ d'endommagement qui dépend des déformations de fluage et qui prend en compte les influences de l'émoussement en pointe de fissure et du temps de remise en chargement. Les interactions fatigue fluage reposent sur l'association des deux endommagements de fatigue et de fluage et sur un paramètre d'endommagement global.

Propagation des fissures de fatigue dans des alliages d'aluminium 7475 élaborés par métallurgie des poudres (P/M)

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Book Synopsis Propagation des fissures de fatigue dans des alliages d'aluminium 7475 élaborés par métallurgie des poudres (P/M) by : Kacem Benrefad

Download or read book Propagation des fissures de fatigue dans des alliages d'aluminium 7475 élaborés par métallurgie des poudres (P/M) written by Kacem Benrefad and published by . This book was released on 1986 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Influence de la taille des grains (6,7 um à 39 um) sur le seuil et la résistance à la fissuration par fatigue. Le comportement à la fissuration par fatigue peut être expliqué en tenant compte de l'effet de la rugosité des surfaces de rupture en comparaison entre les alliages fabriqués par métallurgie des poudres et ceux fabriqués par métallurgie conventionnelle. Proposition d'un modèle assez simple permettant de déterminer le seuil de non fissuration en tenant compte des effets de rapport de charge, de la limite d'élasticité cyclique, de la taille des grains et de l'espacement entre les précipités incohérents.

Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl

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Book Synopsis Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl by : Catherine Mabru

Download or read book Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl written by Catherine Mabru and published by . This book was released on 1997 with total page 279 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DE PAR LEURS PROPRIETES ATTRAYANTES (BONNE RESISTANCE A LA CORROSION, A L'OXYDATION ET AU FLUAGE, EXCELLENTE RETENTION DE MODULE, RESISTANCE RAISONNABLE A HAUTE TEMPERATURE, FAIBLE DENSITE), LES ALLIAGES BASES SUR LE COMPOSE INTERMETALLIQUE TIAL SONT PRESSENTIS DANS DES APPLICATIONS STRUCTURALES A HAUTE TEMPERATURE. L'INTERET INDUSTRIEL CROISSANT, LA CONNAISSANCE DES PROPRIETES D'USAGE CONSTITUE UNE ETAPE ESSENTIELLE. EN PARTICULIER, LA CONNAISSANCE DE LA TENUE A LA FATIGUE ET NOTAMMENT LA RESISTANCE A LA FISSURATION EST SOUVENT INDISPENSABLE POUR LE DIMENSIONNEMENT DES PIECES. CETTE ETUDE EST DONC CONSACREE A L'ANALYSE DE LA PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE DANS UN ALLIAGE INTERMETALLIQUE A BASE TIAL, AVEC UNE ATTENTION PARTICULIERE PORTEE AUX ROLES RESPECTIFS DE DIFFERENTS FACTEURS TELS QUE LA FERMETURE DE FISSURE, LA TEMPERATURE, LA MICROSTRUCTURE ET L'ENVIRONNEMENT. UNE CARACTERISATION DETAILLEE DU COMPORTEMENT EN FISSURATION PAR FATIGUE EST EFFECTUEE POUR DIFFERENTES CONDITIONS D'ENVIRONNEMENT ET DE TEMPERATURE. L'EXAMEN DE LA PROPAGATION SOULIGNE LE CARACTERE DIFFUS DE L'ENDOMMAGEMENT EN POINTE DE FISSURE ET LA SIMILITUDE DES MECANISMES DE RUPTURE INTERVENANT SOUS LES DIFFERENTES CONDITIONS D'ESSAI. IL EST MONTRE QUE LE CONCEPT DE FERMETURE DE FISSURE INTRODUIT POUR LES ALLIAGES CONVENTIONNELS S'APPLIQUENT EGALEMENT AU CAS DES COMPOSES INTERMETALLIQUES ET CORRESPOND PRINCIPALEMENT A UNE FERMETURE INDUITE PAR LA RUGOSITE. L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE ET DE LA MICROSTRUCTURE SUR LE COMPORTEMENT INTRINSEQUE EST ETROITEMENT LIEE A UN EFFET DE LA TENACITE DANS LE DOMAINE DES VITESSES DE PROPAGATION ELEVEES. UNE LOI DECRIVANT LE COMPORTEMENT INTRINSEQUE A DIFFERENTES TEMPERATURES EST PROPOSEE. ENFIN, UN FORT EFFET DE L'ENVIRONNEMENT SUR LA RESISTANCE A LA PROPAGATION EST MIS EN EVIDENCE. LA VAPEUR D'EAU EST IDENTIFIEE COMME ESPECE ACTIVE A TEMPERATURE AMBIANTE ET SEMBLE EGALEMENT ETRE UN FACTEUR DETERMINANT A HAUTE TEMPERATURE.