Indentation cyclique et déformation progressive : étude expérimentale et simulation des contacts internes à des implants chirurgicaux

par Patrick Kaszynski

Thèse de doctorat en Mécanique, génie mécanique, génie civil

Sous la direction de Didier Marquis.

Soutenue en 1999

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    La déformation plastique progressive, encore appelée effet rochet, est un phénomène physique, qui peut mener a la ruine de certaines structures, lorsque celles-ci sont soumises a des sollicitations cycliques uniaxiales ou multiaxiales. Ce phénomène a particulièrement été étudié depuis plus de vingt ans sur les matériaux inoxydables austénitiques de type 316l. Les essais d'indentation, de dureté et principalement de micro et de nano dureté ont beaucoup été développés ces dernières années pour accéder à certaines propriétés mécaniques des matériaux et surtout des matériaux revêtus. Ce travail est a la jonction de ces deux domaines de la mécanique puisqu'il a pour objectif premier de montrer que le phénomène de déformation progressive peut être observe pour des sollicitations de type contact et qu'il peut être responsable de la ruine d'un système industriel. Le second objectif de ce travail est l'étude expérimentale de l'enfoncement progressif d'un indenteur (cône ou pyramide) dans un massif plan en acier inoxydable de type 316l lorsque celui-ci est soumis a un chargement cyclique. Des montages d'essais spécifiques ont été développés pour étudier l'influence des paramètres de chargement (fréquence d'excitation, chargement moyen, amplitude de chargement) et des caractéristiques matérielles (contraintes résiduelles, déformation plastique initiale) sur la vitesse d'enfoncement progressif. Une étude numérique a également été réalisée pour simuler l'enfoncement d'un indenteur conique dans un massif plan possédant un comportement élastoplastique. La loi de comportement utilisée possède une variable d'écrouissage cinématique non linéaire et une variable d'écrouissage isotrope non linéaire. Le frottement à l'interface entre l'indenteur et le massif est pris en compte. Une comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques est réalisée tant au niveau de l'indentation monotone que cyclique.

  • Titre traduit

    Cyclic indentation and ratchetting experimental study and numerical simulation of internal contacts of surgical implants


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  • Détails : 1 vol. (195 p.)
  • Annexes : 81 réf.

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  • Cote : CTLes / THE KAS
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