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

par Alain Clérivet

Thèse de doctorat en Sciences appliquées/physique

Sous la direction de Claude Bathias.

Soutenue en 1986

à Compiègne .

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  • Résumé

    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 la��, 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.

  • Titre traduit

    Study of crack closure mechanisms under cyclic loading in aluminium alloys


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Informations

  • Détails : 300 P.
  • Annexes : 184 REF

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1986 CLE 49
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