CONTRIBUTION A L'ETUDE D'UN MILIEU ELASTOPLASTIQUE FISSURE AUX ETATS LIMITES DE RUPTURE ET DE FATIGUE PDF Download
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Author: RAMIN.. KIAZAND
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Languages : fr
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Book Description
L'EVALUATION DE LA NOCIVITE DES FISSURES POTENTIELLES DANS UNE STRUCTURE INDUSTRIELLE EST UN PROBLEME IMPORTANT. L'EFFORT DE RECHERCHE QUI EST FAIT DANS CE DOMAINE N'EXPLIQUE PAS LA NECESSITE DE PREVOIR CORRECTEMENT L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION DES FISSURES, DANS LE BUT DE DIMENSIONNER CORRECTEMENT LA STRUCTURE, VIS-A-VIS D'UN CRITERE DE RUINE. LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE ONT POUR CADRE LA RUPTURE PAR FISSURATION MONOTONE ET LA RUPTURE PAR FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES, ET S'APPLIQUENT PLUS PARTICULIEREMENT AUX STRUCTURES EN ACIER. DANS LA PREMIERE PARTIE ON CARACTERISERA LA RUPTURE STATIQUE DES ACIERS AU CARBURE A L'AIDE DE DEUX APPROCHES GLOBALE ET LOCALE, EN MODELISANT LE PROCESSUS DE LA RUPTURE DUCTILE EN FRONT D'UNE FISSURE. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LA RUPTURE PAR FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES QUI EST ANALYSEE PAR DEUX APPROCHES (COURBES S ET N ET MECANIQUE DE LA RUPTURE). LE TRAVAIL DEBOUCHE ENSUITE SUR LA REALISATION D'UN SYSTEME EXPERT A BASE DE CONNAISSANCE APPLIQUE AUX PROBLEMES DE LA FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES
Author: RAMIN.. KIAZAND
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Languages : fr
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L'EVALUATION DE LA NOCIVITE DES FISSURES POTENTIELLES DANS UNE STRUCTURE INDUSTRIELLE EST UN PROBLEME IMPORTANT. L'EFFORT DE RECHERCHE QUI EST FAIT DANS CE DOMAINE N'EXPLIQUE PAS LA NECESSITE DE PREVOIR CORRECTEMENT L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION DES FISSURES, DANS LE BUT DE DIMENSIONNER CORRECTEMENT LA STRUCTURE, VIS-A-VIS D'UN CRITERE DE RUINE. LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE ONT POUR CADRE LA RUPTURE PAR FISSURATION MONOTONE ET LA RUPTURE PAR FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES, ET S'APPLIQUENT PLUS PARTICULIEREMENT AUX STRUCTURES EN ACIER. DANS LA PREMIERE PARTIE ON CARACTERISERA LA RUPTURE STATIQUE DES ACIERS AU CARBURE A L'AIDE DE DEUX APPROCHES GLOBALE ET LOCALE, EN MODELISANT LE PROCESSUS DE LA RUPTURE DUCTILE EN FRONT D'UNE FISSURE. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LA RUPTURE PAR FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES QUI EST ANALYSEE PAR DEUX APPROCHES (COURBES S ET N ET MECANIQUE DE LA RUPTURE). LE TRAVAIL DEBOUCHE ENSUITE SUR LA REALISATION D'UN SYSTEME EXPERT A BASE DE CONNAISSANCE APPLIQUE AUX PROBLEMES DE LA FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES
Author: RECHONaman
Publisher: Lavoisier
ISBN: 2746288052
Category :
Languages : en
Pages : 306
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Book Description
Les objectifs de la mécanique de la rupture sont double, d'une part ils concernent la description des champs mécaniques au voisinage de la pointe de la fissure et les énergies qui leur sont associées et d'autre part, ils traitent de l'évaluation de la nocivité d'une fissure en terme de la propagation de celle-ci. Deux champs d'étude constituent la structure de cet ouvrage, l'un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d'une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités. Après un premier volume intitulé "Mécanique de la rupture par fissuration", ce deuxième tome traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargements monotones (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue). Les solutions analytiques obtenues ne peuvent pas être utilisées dans les structures à géométrie et conditions aux limites variées, alors il sera nécessaire de faire appel aux méthodes d'analyse numérique et plus particulièrement à la méthode des éléments finis. Deux chapitres abordent ces applications numériques : l'un, en tome I, relatif à l'introduction au calcul par éléments finis des structures fissurées et l'autre, dans le tome II traitant de la prévision de la rupture par fissuration des éléments de structures métalliques soumises à la fatigue.
Author: Naman Recho
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 111856328X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 347
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Book Description
This book presents recent advances related to the following two topics: how mechanical fields close to material or geometrical singularities such as cracks can be determined; how failure criteria can be established according to the singularity degrees related to these discontinuities. Concerning the determination of mechanical fields close to a crack tip, the first part of the book presents most of the traditional methods in order to classify them into two major categories. The first is based on the stress field, such as the Airy function, and the second resolves the problem from functions related to displacement fields. Following this, a new method based on the Hamiltonian system is presented in great detail. Local and energetic approaches to fracture are used in order to determine the fracture parameters such as stress intensity factor and energy release rate. The second part of the book describes methodologies to establish the critical fracture loads and the crack growth criteria. Singular fields for homogeneous and non-homogeneous problems near crack tips, v-notches, interfaces, etc. associated with the crack initiation and propagation laws in elastic and elastic-plastic media, allow us to determine the basis of failure criteria. Each phenomenon studied is dealt with according to its conceptual and theoretical modeling, to its use in the criteria of fracture resistance; and finally to its implementation in terms of feasibility and numerical application. Contents 1. Introduction. Part 1: Stress Field Analysis Close to the Crack Tip 2. Review of Continuum Mechanics and the Behavior Laws. 3. Overview of Fracture Mechanics. 4. Fracture Mechanics. 5. Introduction to the Finite Element Analysis of Cracked Structures. Part 2: Crack Growth Criteria 6. Crack Propagation. 7. Crack Growth Prediction in Elements of Steel Structures Submitted to Fatigue. 8. Potential Use of Crack Propagation Laws in Fatigue Life Design.
Author: RECHO Naman
Publisher: Lavoisier
ISBN: 274628118X
Category :
Languages : fr
Pages : 306
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Book Description
Les objectifs de la mécanique de la rupture sont double, d'une part ils concernent la description des champs mécaniques au voisinage de la pointe de la fissure et les énergies qui leur sont associées et d'autre part, ils traitent de l'évaluation de la nocivité d'une fissure en terme de la propagation de celle-ci. Deux champs d'étude constituent la structure de cet ouvrage, l'un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d'une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités. Dans ce premier tome, une introduction à la mécanique des milieux continus s'avère nécessaire. Ensuite, une démarche consistant à étudier la façon permettant de voir "Comment introduire une singularité dans un milieu continu ?" est développée. Pour ce faire, deux manières subsistent : La première, locale, consiste, d'une part, à décrire les fonctions de contraintes (voire de déformations) comme étant continues partout sauf à la pointe de la fissure et d'autre part à introduire les conditions de surfaces libres relatives aux lèvres de la fissure, il s'agit alors de l'analyse asymptotique. Quant à la seconde manière, énergétique, elle revient à évaluer le taux de restitution de l'énergie potentielle conséquente à un accroissement infinitésimal de la longueur de fissure. Le deuxième tome du livre intitulé : propagation et bifurcation de fissure, traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargement monotone (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue). Les solutions analytiques obtenues ne peuvent pas être utilisées dans les structures à géométrie et conditions aux limites variées, alors il sera nécessaire de faire appel aux méthodes d'analyse numérique et plus particulièrement à la méthode des éléments finis. Deux chapitres abordent ces applications numériques : l'un, en tome I, relatif à l'introduction au calcul par éléments finis des structures fissurées et l'autre, en tome II traitant de la prévision de la rupture par fissuration des éléments de structures métalliques soumises à la fatigue. Chaque phénomène étudié est abordé suivant trois volets : - sa modélisation conceptuelle et théorique, - son utilisation dans les critères de résistance à rupture - et enfin sa mise en oeuvre en terme de faisabilité et d'application numérique. Le lecteur est mis en garde quant au fait que l'essentiel des développements du livre concerne les matériaux métalliques. L'extension des conclusions au cas de matériaux composites, élastomériques et plastiques est sujet à caution.
Author: Olorunnisola Oni
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 86
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Book Description
Le travail a été entrepris afin de pouvoir comparer le comportement des grandes et des petites fissures de fatigue dans deux alliages identiques en acier à haute résistance (le 30 NCD16 et le 16 NCD13). Pour arriver à ce but, les éprouvettes compactes entaillées ont été choisie pour l'étude du comportement des grandes fissures et les essais effectués nous ont permis de déterminer le seuil de non-fissuration de ces matériaux. Quant au comportement des petites fissures, les barreaux micro-entaillées en flexion ont été utilisés. L'ensemble de nos études nous ont permis d'avancer les conclusions suivantes : malgré une légère différence entre les caractéristiques mécaniques (telles que la limite d'élasticité, la résistance à la rupture, la striction et l'allongement) des deux matériaux, le seuil de non-fissuration de l'acier 30 NCD16 est approximativement deux fois plus grand que celui du 16 NCD13. Les valeurs moyennes du seuil retenues sont de 3MPaVm (16NCD13) et de 6MPaVm (3ONCD16). Dans une éprouvette micro-entaillée particulièrement par électroérosion, et au début de la fissuration, il n'y a jamais une seule fissure, mais plusieurs petites fissures non-traversantes qui se propagent à grand nombre de cycles à l'intérieur de l'éprouvette sans aucune indication à l'extérieur. Les petites fissures non-traversantes s'amorcent soit à partir des irrégularités soit à partir des irrégularités en combinaison avec les inclusions dans la matrice. Quel que soit le matériau choisi, le 30 NCD16 ou le NCD13, ces petites fissures se propagent différemment des grandes fissures et peuvent se propager pour des valeurs du facteur d'intensité de contrainte K inférieur à celle du seuil de non-fissuration du matériau.
Author: Clément Lemaignan
Publisher: L'Editeur : EDP Sciences
ISBN: 9782868836427
Category : Decomposition (Chemistry)
Languages : fr
Pages : 142
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Book Description
L'oobjet de cet ouvrage est de fournir une vision globale des phénomènes responsables de la ruine de matériaux de structure ; en acquérant une connaissance concrète des mécanismes de rupture, le lecteur pourra développer une capacité à prévenir les défaillances et, en cas de rupture en service, déterminer et combattre les causes de ruine. L'ouvrage aborde les points suivant : les moyens utilisés pour examiner les ruptures ; les phénomènes générateurs des défauts dans les structures et les concepts mécaniques permettant de quantifier les sollicitations locales qu'ils induisent (mécanique de la rupture) ; les mécanismes physiques qui conduisent à la rupture d'une pièce donnée : rupture théorique, rupture ductile, clivage, déchirement, fatigue et effets d'environnement : corrosion sous contrainte, fatigue par corrosion, fragilisation par l'hydrogène, fluage... Les matériaux considérés sont principalement des métaux et alliages métalliques, ainsi que les céramiques, verres ou polymères ; les conduites à tenir en présence de défauts, les méthodes de calculs de durée de vie et la prévention. Privilégiant un souci constant de détailler les implications concrètes en les illustrant par des cas réels, réduisant au minimum les développements mathématiques pour favoriser la présentation qualitative des phénomènes, La rupture des matériaux se veut un ouvrage pédagogique et opérationnel. Il est principalement destiné à des étudiants ou des ingénieurs dé â familiarisés avec la science des matériaux et qui voudraient approfondir Les phénomènes spécifiques conduisant aux ruptures.
Author: Naman Recho
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9786131502606
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le livre traite de la bifurcation de fissure sous chargement statique et de la propagation de fissure sous chargement de fatigue. L'objectif principal de ce travail est d'établir une loi de bifurcation et de propagation de fissure en milieu élasto-plastique sous chargement monotone ainsi qu'une loi de propagation de fissure adaptée au milieu mécanique retenu lorsqu'il s'agit d'un chargement de fatigue. En combinant les essais expérimentaux et les simulations numériques, le livre propose une méthode pour évaluer, sous conditions statiques, la bifurcation et le début de propagation de fissure en mode mixte dans un matériau ductile. Cette méthode a permis: ● Le développement d'une procédure permettant de prévoir le seuil du chargement en mode mixte et le type de rupture ainsi que la direction de propagation et le trajet de fissuration. ● L'établissement d'un modèle de propagation de fissure en mode mixte destiné à déterminer la vitesse de propagation et la durée de vie à la fatigue en fonction du taux de mixité.
Author: Hoang Quan Nguyen
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 117
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Book Description
Ce manuscrit est une contribution à l’étude de la propagation de fissure en fatigue à très grand nombre de cycles. Nous développons un outil numérique permettant de modéliser cette propagation de fissure en mode I et d’étudier la formation de l’œil de poisson, caractéristique de ce type de rupture. Premièrement, une procédure numérique itérative basée sur la méthode des éléments finis en 3D est développée pour étudier l’évolution de la forme de fissure au cours de la propagation et calculer le nombre de cycles de propagation lorsqu’un calcul analytique n’est pas possible. La méthode de fermeture virtuelle de fissure est utilisée pour calculer le facteur d’intensité de contraintes en chaque étape de propagation de la fissure. Deuxièmement, un modèle de couplage thermomécanique basé sur la méthode des éléments finis en 3D est proposé pour estimer l’évolution du champ température au cours de la propagation de fissure. Ce modèle consiste à tout d’abord calculer l’énergie de déformation plastique par cycle venant de la zone plastique cyclique au front de la fissure et utiliser ensuite une partie de cette énergie comme une source de chaleur mobile afin de calculer l’évolution de température. L’énergie de déformation plastique par cycle est déterminée par deux méthodes. L’une est basée sur un calcul élastoplastique en 3D avec un comportement élastique plastique parfait. L’autre s’appuie sur une relation empirique entre l’énergie de déformation plastique par cycle par unité de longueur de fissure et la variation du facteur d’intensité de contraintes. Les résultats numériques sont en bon accord avec des mesures expérimentales.
Author: Mohamed El Amine Belouchrani
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Languages : fr
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Book Description
Dans ce travail, une contribution a l'analyse de prediction de la defaillance des structures mecaniques est proposee. La nouvelle approche pour l'etude des structures elastoplastiques fissurees consiste en une proposition d'extension du theoreme statique d'adaptation aux structures fissurees. Le phenomene de la fissuration est pris en compte suivant une analyse de la rupture developpee par nguyen q. S. Dans le cadre general des milieux standards generalises. Une condition supplementaire est imposee sur la longueur de la fissure afin de controler sa propagation. La borne superieure de la longueur de la fissure est determinee en utilisant un modele de rupture ductile de chaboche & lemaitre, cette borne limite est directement liee a l'energie plastique dissipee, grandeur toujours croissante. L'adaptation exige qu'en tout point de la structure le travail dissipe reste borne, pour le trajet de charges prevu. Pour la determination du domaine des charges de securite adaptation, nous faisons appel a la methode des elements finis statiquement admissibles et a un processus d'optimisation. Ce dernier consiste a determiner le facteur de charges garantissant l'adaptation de la structure vis-a-vis de la ruine plastique tout en veillant a ce que la longueur de la fissure reste inferieure a sa valeur critique. Avec la charge d'adaptation evaluee pour une plaque fissuree chargee en mode i, un facteur d'intensite de contrainte correspondant a l'etat d'adaptation est calcule. Une comparaison de ce facteur au seuil de fatigue correspondant a la meme plaque et au meme materiau, montre que ces facteurs peuvent etre assimiles a des seuils de fatigue tenant compte des contraintes residuelles. Des proprietes de ces facteurs sont tirees, pour quelques exemples de materiaux traites.
Author: Véronique Bordi-Boussouar
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Languages : fr
Pages : 244
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CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA PROPAGATION DE FISSURES PAR FATIGUE DE CONTACT DE ROULEMENT. LES FISSURES DEBOUCHANTES INITIEES EN SURFACE MENENT A LA FORMATION DES PIQURES, LES FISSURES INITIEES PLUS PROFONDEMENT CONDUISENT A L'ECAILLAGE. UN MODELE NUMERIQUE (ELEMENTS FINIS) VISANT A COMPRENDRE ET A PREVOIR LA PROPAGATION DE CES DEUX TYPES DE FISSURES A DONC ETE DEVELOPPE. IL PERMET DE CALCULER LE CYCLE DE CHARGEMENT DES FISSURES EN TERMES DE FACTEURS D'INTENSITE DE CONTRAINTE EN PRENANT EN COMPTE LES DEUX FACTEURS ESSENTIELS QUI SONT LE CONTACT UNILATERAL AVEC FROTTEMENT ENTRE LES FACES DES FISSURES NON DEBOUCHANTES ET L'ACTION DU LUBRIFIANT QUI PENETRE DANS LES FISSURES DEBOUCHANTE. CELLE-CI CONSISTE EN UNE PRESSION S'EXERCANT SUR LES FACES DES FISSURES QUE NOUS DETERMINONS GRACE A UN CALCUL ELASTOHYDRODYNAMIQUE. POUR DES FISSURES PEU OUVERTES LES RESULTATS OBTENUS SONT BEAUCOUP PLUS REALISTES QUE CEUX FOURNIS PAR LA THEORIE HYDROSTATIQUE UTILISEE JUSQU'ICI POUR CALCULER LA PRESSION DU LUBRIFIANT. IL S'AVERE QUE LES FISSURES SONT SOUMISES A UN CHARGEMENT EN MODE II PUR OU EN MODE MIXTE NON PROPORTIONNEL. PARALLELEMENT, NOUS AVONS MIS AU POINT UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL SUR MACHINE A GALETS PERMETTANT D'INITIER DES FISSURES DEBOUCHANTES DONT LES CARACTERISTIQUES PUISSENT ETRE DETERMINEES AVANT LA PHASE DE PROPAGATION. L'ANALYSE DE LA PHASE DE PROPAGATION A PERMIS DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES QUI INTERVIENNENT NOTAMMENT L'ACTION DU LUBRIFIANT ET DE VALIDER LES RESULTATS NUMERIQUES. GRACE A L'APPLICATION DE CRITERES DE PROPAGATION PAR FATIGUE EN MODE MIXTE NON PROPORTIONNEL BASES SUR LA CONTRAINTE TANGENTIELLE OU LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT MAXIMALES, DES SCENARIOS REALISTES D'APPARITION DES DEGRADATIONS ONT PU ETRE ETABLIS.
