Etude expérimentale de l'endommagement ductile à grande vitesses de déformation par l'approche locale et globale : application au cas de l'acier 30NCD16

par Gabsi Ameur

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Chi-Yuen Chiem.

Soutenue en 1993

à Nantes , en partenariat avec École centrale de Nantes (1991-....) (autre partenaire) .

mots clés

Résumé

Cette étude expérimentale contribue à la compréhension du phénomène d'endommagement ductile sous sollicitation dynamique. Le but principal de cette étude est de contribuer à l'évolution des techniques expérimentales, d'améliorer l'interprétation des résultats obtenuset de mettre en évidence les limites de la validité de ces résultats. Pour varier la vitesse de déformation et la triaxialité des contraintes, de nombreux essais mécaniques sont fait. En plus des essais classisques sur les barres de Hopkinson-Kolsky en compression, en traction et en torsion, nous utilisons l'essai d'expension d'anneau ainsi qu'une machine hydropeneumatique. Le dispositif d'expension d'anneau utilisé est inspiré de la technique de formage électohydraulique. Cette technique permet d'accéléré en expension des anneaux en matériaux résistant à grandes vitesses de déformation (>104S-1). L'emploi d'un transmetteur viscoélastique permet de réaliser des essias à moyennes vitesses de déformation sans oscillations sur la machine hydropneumatique. Ces essais mécaniques ont permis d'établir une fonction expérimentale reliant la contrainte à la déformation et à la vitesse de déformation. Comme les mesures globales de contraintes et de déformations ne permettente pas de caractériser correctement la ductilité du matériau, une étude locale des mécanismes d'endommagement nous a permis de mesurer et d'expliquer les variations de la ductilité du matériau avec les paramètres de sollicitation. Cette étude permet de mettre en évidence que les bandes de cisaillement adiabatique sont à l'origine de la chute catastrophique de la ductilité de l'acier 30NCD16 à grandes vitesses de déformation, sous sollicitation de compression et de cisaillement dynamique. Par ailleurs, la croissance des cavitésest très sensible à la triaxialité des contraintes. La vitesse de déformation n'a pas d'effet considérable sur la ductilité du matériau si ce dernier mécanisme est à l'origine de la rupture du matériau. La compétition entre ces deux mécanismes détermine le modèle d'endommagement approprié.

Titre traduit

Experimental study of ductile damage at high strain-rate by the local and global approachs. Application to the case of 30ncd16 steel

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