Effet d'une pré-déformation sur l'endommagement anisotrope d'un acier pour pipeline de grade API X100

Prestrain effect of anisotropic ductile damage in API grade X100 line pipe steel

• Auteur / Autrice : Yasuhiro Shinohara
• Direction : Jacques Besson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance le 03/03/2014
• Etablissement(s) : Paris, ENMP
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Zhiliang Zhang
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Besson, Tudor Balan, Yazid Madi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Marie Habraken, Sandrine Thuillier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Acier -- Fatigue

Pipelines

Mots clés libres

Anisotropie

Pipelines

Acier

Endommagement

Prédéformation

Prestrain

Line pipe

Steel

Damage model

Anisotropy

Résumé

Dans le cadre de cette étude, l’influence de la pré-déformation sur l’anisotropie du comportement plastique et sur la ténacité d’un acier API X100 pour pipeline a été abordée. Une étude expérimentale approfondie de la microstructure, des propriétés mécaniques et de l’endommagement du matériaux a été mise en oeuvre. Un modèle phénoménologique anisotrope combinant les écrouissagesisotrope et cinématique a été développé dans l’objectif de rendre compte du comportement ductile de cet acier à haute résistance. De plus, un modèle d’endommagement anisotrope a été établi pour représenter l’effet de pré-déformation sur la ductilité et la ténacité de cet acier. L’application des modèles à la flexion sous contrainte illustre, par exemple, l’effet négatif de la pré-déformation sur la charge limite (Moment de flexion maximum) supportée avant flambement du pipe.

In this thesis the influence of prestrain on anisotropic ductility and fracture toughness has been evaluated for API grade X100 line pipe steel. A omprehensive experimental investigation of microstructure, mechanical properties and fracture mechanisms has been carried out. A phenomenological model combining isotropic and kinematic hardening with anisotropic yield function has been developed, in order to represent anisotropic hardening behavior of the high strength steel. Additionally, a damage model incorporating anisotropic damage has been established for representation of prestrain effect on ductility and toughness of the X100 steel. The developed models could predict the bending capacity and the ductile fracture toughness of the cold-formed line pipes.