Réponse d'une céramique à l'impact d'un barreau à grande vitesse (1500 m/s). Croisement essais dynamiques-modelisation numérique

par Frédéric Malaise

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Francis Collombet.

Soutenue en 1999

à Paris. Ensam .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail de thèse est de contribuer a l'étude de la réponse d'une céramique a l'impact d'un barreau de métal dense a grande vitesse (1500 m/s). L'accent est porte sur l'étude de l'influence du confinement de la zone d'impact sur les phénomènes qui régissent l'interaction entre le barreau et un bloc de carbure de silicium (sic). Une configuration expérimentale originale (utilisation d'un barreau encapsule dans un cylindre en polycarbonate) est developpee pour appliquer le confinement sur un bloc de céramique. Elle permet de mettre en évidence l'influence du confinement d'un bloc de sic, sur les conditions de pénétration d'un barreau en alliage de tungstène. Une modélisation de la réponse macroscopique du sic a l'impact du barreau est proposée a partir de la caractérisation expérimentale de sa réponse sous sollicitations dynamiques. Elle est basée sur la théorie de la plasticité generalisee avec la définition d'une limite macroscopique d'écoulement de matière qui dépend de l'état de la céramique. Les principaux phénomènes représentes sont la fragmentation sous compression intense et l'évolution de la résistance au cisaillement de la céramique fragmentée en fonction de la déformation d'extension. La simulation numérique des essais d'impact de barreaux (code eulérien Ouranos) montre que la modélisation rend compte des effets du confinement sur la réponse de la céramique. De plus en l'absence de confinement, elle prévoit la pénétration par à-coups du barreau dans un bloc de sic. Ces résultats justifient les choix de modélisation et la phénoménologie observée pour des conditions expérimentales diversifiées. En complément de cette étude, une représentation des transitions de comportement, induites par l'évolution instable d'un ensemble de défauts, a été explorée. A partir d'un exemple, on souligne que des développements supplémentaires sont nécessaires pour une utilisation maîtrisée de cette modélisation.


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Informations

  • Détails : 214 p.
  • Annexes : 132 réf.

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