Amélioration de la description physico-numérique de l’endommagement et de la rupture de la matière sous choc

par Marie Gorecki

Thèse de doctorat en Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces

Sous la direction de Nicolas Moës.


  • Résumé

    Ce travail de thèse a pour objectif de modéliser la dégradation progressive de la matière ductile sous choc, ainsi que la rupture qui en résulte. Pour les sollicitations considérées, la pression est de l’ordre de quelques GPa et les vitesses de déformation atteignent 106 s-1. La dégradation progressive de la matière est concentrée sur une surface à l’aide d’un modèle cohésif. La rupture est modélisée dans le volume en introduisant numériquement un saut de déplacement dans le maillage à l’aide d’une méthode d’enrichissement. La combinaison du modèle cohésif et de l’enrichissement des nœuds mais aussi des mailles permet de modéliser la dégradation progressive de la matière sans modifier le maillage, ainsi que de suivre l’évolution des champs thermodynamiques dans les mailles rompues. Cette méthode de traitement de la dégradation de la matière et sa rupture est discrétisée selon le schéma de Wilkins. Le travail proposé permet de rendre compatible la méthode d’enrichissement sélectionnée avec la discrétisation Volumes Finis de ce schéma. La méthode ainsi développée est utilisée pour simuler l’écaillage dans une expérience d’impact de plaques.

  • Titre traduit

    Improvement of the physical and numerical description of damage and fracture of matter under shock loading


  • Résumé

    This thesis aims to model the progressive degradation of the ductile material under shock loading and the resulting fracture. For the loading considered, the pressure level reaches few GPa and the strain rates 106 s-1. The progressive degradation of the material is described on a surface using a cohesive model. Fracture is described in the volume by introducing numerically a displacement jump into the mesh by using an enrichment method. The combination of the cohesive model and the enrichment makes it possible to model the material progressive degradation without modifying the mesh and to follow the evolution of the thermodynamic fields in the cracked cells. This method for the degradation of the material is discretized according to the Wilkins scheme. In this work, the selected enrichment method has been adapted for sake of compatibility with the Finite Volumes discretization of this scheme. The developed method is used to simulate spallation in a plate impact experiment.


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