Concentration des contraintes dans des structures tubulaires : Application de la mécanique de rupture d'entaille

par Alioune N'Diaye

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur. Structures et solides

Sous la direction de Zitouni Azari.

Soutenue en 2001

à Metz .


  • Résumé

    Les travaux dans cette thèse (utilisation de la M. E. F. ) sont repartis de la manière suivante: Partie I : Elle a consisté en : 1°) l'analyse de l'évolution du kt (F. C. C. ) au voisinage du cordon de soudure (pleine ou sans entaille), en vue de la prédiction et la localisation de ces points chauds. 2°) La simulation d'une entaille en U dans la soudure (éléments coques minces) afin d'étudier l'incidence de la variation de la largeur d'entaille sur le kt élastique. Dans cette première partie du travail, les résultats obtenus ont montré que le kt diminue à la fois sur les deux membrures, pour augmenter dans l'entaille, et que les entailles en U de faibles largeurs (ε ≥ 0,2 mm). Partie II : Elle consiste à : 3°) simuler une entaille en V (discontinuités ou fissures réelles) avec des éléments volumiques (3D), afin d'appliquer la mécanique linéaire de rupture en vue d'analyser en fond d'entaille, l'indice de la variation du rayon d'entaille p sur le facteur d'intensité de contraintes en mode I, KI,P (F. I. C. ). Dans cette seconde et dernière partie les résultats ont montré qu'en fond d'entaille, les contraintes décroissent progressivement pour atteindre la contrainte nominale et s'accroissent au fur et à mesure que l'on avance vers le segment d'appui, autrement dit les KI,P augmentent quand p augmente. L'ensemble de ces phénomènes traduit combien la présence d'une entaille est nocive dans un cordon de soudure d'un nœud tubulaire, soumis à l'action combinée de traction, de la flexion dans le plan, et de la flexion hors du plan, quant à sa durée de vie

  • Titre traduit

    Stress and strain concentration factors in welded tubular structures : Application of the notch fracture mechanics


  • Résumé

    The research reported in this thesis using F. E. M. , is shared in two parts. Part one : which consisted : 1°) to analyze the evolution of kt (S. C. F. ) in the vicinity of the weld fillet (notch free welded), in order to predict and to locate these peak hot-spot stress. 2°) to stimulate an U not chin the weld using the thin-shell elements, in order to study the incidence of the variation of the width notch on the elastic kt (S. C. F. ). In this first part the results obtained show that kt tended to decrease on both members and to grow strongly in the notch bottom, and that small width notches with ε ≥ 0,2 mm are more dangerous than those with ε ≥ 0,2 mm. Part two : consisted 3°) to stimulate a V notch in the weld using the volume elements (3D) in order to apply fracture linear mechanics and to analyze in notch bottom, the incidence of variation of the p radius on the stress intensity factors KI,P (S. I. F. ). In this second and last part, the results showed that in notch bottom the stress decrease regularly until reaching the nominal stress, then increase as we advance to the bearing segment, consequently the stress intensity factors KI,P grow up as p increases. The whole of the phenomena shows how harmful the presence of a notch within a weld fillet of a tubular T-joint (submitted to the axial, IPB and OPB loadings) is because reducing its strength to the break and its life length

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Informations

  • Détails : 1 vol. (174 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-174

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  • Non disponible pour le PEB
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