Analyse des fissures elliptiques en statique et en fatigue par hybridation de fonctions de Green

Analysis of elliptical cracks in static and fatigue by hybridiization of Green's functions

• Auteur / Autrice : Brahim El Khalil Hachi
• Direction : M'Barek Taghite
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et énergétique
• Date : Soutenance le 22/06/2007
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Maurice
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : M'Barek Taghite, Gérard Maurice, Djimédo Kondo, Jia Li, Mohamed Haboussi, Said Rechak
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Djimédo Kondo, Jia Li

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Fatigue

Green, Fonctions de

Contraintes (mécanique)

Mots clés libres

Hybridation

Fonction de Green

Facteur d'intensité de contrainte

Fissure elliptique

Propagation de fissure par fatigue

Hybridization

Green's functions

Elliptical crack

Fatigue crack growth laws

Résumé

Une méthode améliorant le calcul des facteurs d’intensité de contrainte en mode I par hybridation de deux fonctions de poids est présentée et appliquée aux cas de fissures elliptiques sous différents chargements. L'hybridation consiste à utiliser l'une ou l'autre des deux fonctions dans la zone de la fissure où la fonction est la plus efficace. La délimitation des zones est faite après optimisation des paramètres géométriques de la fissure. Afin d’étendre l’utilisation de cette approche à la modélisation des fissures semi-elliptiques, son couplage avec la PWFM (Point Weight Function Method) pour tenir compte de l’effet de la surface libre a été réalisé. L’utilisation des lois de propagation de fissure (de Paris et de Sih) a permis l’extension de l’application de l’approche d’hybridation aux problèmes de fatigue. La qualité des résultats trouvés pour les fissures elliptiques et semi-elliptiques est bonne aussi bien pour les chargements quasi-statiques que pour ceux de fatigue.

A method improving the evaluation of the stress intensity factor by hybridization of two weight functions is presented and applied for embedded elliptical cracks under various loadings. The hybridization consists in using one or another function in the zone of the crack where it is the most efficient. The delimitation of the zones is achieved after optimizing the geometrical parameters of the crack. In order to extend the use of this approach to the modeling of semi-elliptical surface cracks, its coupling with the PWFM (Point Weight Function Method) to take account of the free edge effect were carried out. The use of the fatigue crack growth laws (Paris law and Sih law) allowed the extension of the application of the hybrid approach to the fatigue problems. The quality of the results found for the elliptical and the semi-elliptical cracks is good for the static loads as well as for the fatigue ones.