Simulation numérique de la propagation de fissure en fatigue par la méthode des éléments finis étendus : prise en compte de la plasticité et du contact-frottement

par Thomas Elguedj

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Alain Combescure.

Soutenue en 2006

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    La mécanique linéaire de la rupture ne permet pas de représenter un des phénomènes physiques importants dans la propagation en fatigue : le concept de refermeture de fissure découvert par Elber. La propagation de fissure est un problème numérique complexe où remaillage et projection de champs sont quasi-inévitables. De nouvelles méthodes modélisant implicitement des discontinuités comme la méthode des éléments finis étendus sont apparues récemment. On propose de l'utiliser pour modéliser la refermeture de fissure. Il faut alors prendre en compte la plasticité et le contact le long de la fissure. Une nouvelle base d'enrichissement plastique couplée à une formulation Lagrangien augmenté adaptée aux éléments finis étendus le permet en intégrant la gestion de l'histoire. La comparaison des résultats de simulations numériques et d'essais expérimentaux, exploités par une technique de mesure de champs par corrélation d'image numérique, montre les potentialités de la méthode


  • Résumé

    Linear elastic fracture mechanics is not able to model one of the physical phenomenon of fatigue crack growth: the plasticity induced crack closure effect first observed by Elber. Crack propagation simulation is a difficult numerical issue in which remeshing and field projection is almost unavoidable. New numerical methods, that model implicitely discontinuities, such as the extended finite element method appeared recently. One proposes to use it to model crack closure. It is therefore necessary to take into account plasticity around the tip and contact on the crack lips. A new plastic enrichment basis is coupled with an augmented Lagrangian formulation in the framework of the XFEM. Comparisons between numerical results and results from experimental tests obtained with digital image correlation show the ability of the method.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-168 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 157-168

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3098)
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