Indentation elastoplastique de materiaux homogenes et revetus. Etude theorique et confrontation a l'experience

par MARIE-LOUISE ELDINGER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Éric Felder.

Soutenue en 1991

à l'EMP .

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  • Résumé

    Cette etude, theorique et experimentale, concerne le probleme de l'indentation elastoplastique de materiaux revetus. Dans la premiere partie, une analyse est effectuee, en deformation plane et en symetrie axiale, par la methode des elements finis. L'indenteur est deformable et le frottement glissant. Les equations de prandtl-reuss et la loi d'ecoulement associee au critere de von-mises constituent le systeme d'equations non-lineaires resolu par la methode des elements finis. Une formulation incrementale du probleme est adoptee. Les conditions de contact unilateral sont realisees par l'intermediaire d'elements de contact. Un controle optimise du contact est propose de maniere a eviter tout changement des conditions de contact au cours de la resolution du probleme mecanique. Le contact elastique est d'abord etudie. Les effets de l'elastoplasticite, de l'ecouissage et du frottement sont ensuite examines. Ainsi, le modele est valide, dans le cas des materiaux homogenes, par comparaison avec les observations experimentales, des solutions analytiques et des resultats numeriques donnes par la bibliographie. Dans la seconde partie, une synthese des principaux resultats de la bibliographie portant sur l'indentation des materiaux revetus est dans un premier temps effectuee. Dans le domaine des deformations elastiques, une technique experimentale de balance interferometrique est utilisee dans le but d'atteindre le module d'young du materiau. Pour un comportement rigide parfaitement plastique des materiaux, un modele cinematique est developpe afin de deduite d'essais d'indentation a charge croissante la distribution de contrainte d'ecoulement dans un produit heterogene. L'application du modele numerique a l'indentation de materiaux heterogenes permet d'aborder l'analyse de l'endommagement des produits revetus sous indentation. Les resultats sont discutes par comparaison avec la bibliographie et par rapport au cas homogene. Le modele propose constitue un outil precis pour la caracterisation des produits revetus et l'etude de leurs modes d'avarie


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