Étude de la déchirure ductile basée sur un modèle de croissance de cavités

par Rym Taktak

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Abdellatif Imad.

Soutenue le 04-07-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Ce travail est une contribution à l'analyse du comportement à l'endommagement des matériaux ductiles. L'endommagement ductile désigne le processus de dégradation progressive des propriétés physiques et mécaniques d'un matériau lorsqu'il subit, sous l'effet d'un chargement et avant rupture, une déformation plastique importante à température ambiante ou peu élevée. L'objectif de ce travail est de déterminer un critère de propagation de fissures pour simuler la déchirure des matériaux ductiles en se basant sur les modèles d'endommagements locaux. Nous avons mené une campagne expérimentale sur 3 matériaux structurellement très différents: un acier 12NC6, un aluminium 2024T351 et un polymère PA66. Le modèle de croissance des cavités Rice-Tracey s'est révélé très limité à décrire la rupture des matériaux testés, nous avons alors proposé une modification de ce modèle en l'enrichissant de paramètres micromécaniques permettant de prendre en compte l'effet de la croissance et des interactions entre les cavités. Le modèle proposé a été implanté dans un code de calcul par éléments finis pour simuler l'amorçage d'une fissure et sa propagation au cours du chargement. Nous avons validé ce modèle analytique à l'aide des résultats expérimentaux des trois matériaux. Les résultats numériques obtenus en termes de courbes R et «charge-déplacement» comparés aux résultats expérimentaux ont permis de valider le modèle sur les trois matériaux étudiés.

  • Titre traduit

    Damage behaviour of ductil materials : experiment and simulation


  • Résumé

    The purpose of this thesis is to contribute to the study of ductile fracture of materials on micromechanical models based on local approach. Ductile fracture of metals occurs mainly by nucleation, growth and coalescence of voids. Concerning the local approach of ductile fracture, the emphasis is laid on the micromechanical model of Rice-Tracey. The latter based on growth cavities is verified in order to describe the ductile tearing in stainless steel NiCr(12NC6), 2024T351 aluminium alloy and polymer PA66. The experimental study is carried out on compact tension ct , central crack panel ccp, single edge notched tension sent and tensile axisymetric notched specimens to characterize ductile failure in different materials. The comparison of the experimental results with the classical Rice-Tracey model shows that it cannot make a good prediction using "j -da" curve. On the basis of fitting procedure and numerical simulation a correction of coefficients is introduced to improve the Rice-Tracey model. A methodology of identification of parameters is presented. Ductile crack growth, defined by the" j -da" curve, has been correctly simulated using the numerical calculations by adjusting the three parameters of " modified Rice-Tracey model in the calibration procedure. The proposed model is implemented into a finite element code. Close agreement between the computed results aj'ld experimentally measured values justifies the usefulness of the present modified model.

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