Modélisation de la propagation de fissure de fatigue assistée par l'hydrogène gazeux dans les matériaux métalliques PDF Download
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Author: Clara Moriconi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
De nombreux travaux expérimentaux mettent en évidence que, dans un environnement hydrogénant, l'hydrogène généré par des réactions en surface puis drainé dans la zone plastifiée modifie les mécanismes de déformation et d'endommagement en pointe de fissure de fatigue dans les métaux, entraînant un abaissement important de leur résistance à la fissuration. L'objectif est de développer un modèle de ces phénomènes complexes dans le cadre de la mécanique de l'endommagement, et de le confronter aux résultats d'essais de propagation de fissure de fatigue sous hydrogène gazeux sur un acier inoxydable martensitique 15-5PH. Un modèle de fissuration utilisant une méthode de zone cohésive a été implémenté dans le code de calcul ABAQUS. Une loi de traction-séparation adaptée aux chargements cycliques, dont les paramètres sont influencés par la concentration en hydrogène, a été développée. De plus, la diffusion de l'hydrogène tient compte de l'influence de la contrainte hydrostatique et du piégeage. Le comportement mécanique du volume du matériau est modélisé par une loi élastoplastique. On montre que le modèle est capable de prédire la propagation monotone en présence d'hydrogène, puis on étudie la capacité du modèle cohésif avec la loi de traction-séparation développée à prédire les courbes de propagation de fatigue pour l'acier 15-5PH sous air. Enfin, les vitesses de propagation de fissure de fatigue simulées en présence d'hydrogène sont comparées à celles obtenues expérimentalement. La capacité du modèle à évaluer les contributions respectives des mécanismes d'endommagement (HELP, HEDE) dans la dégradation de la résistance à la fissuration de l'acier étudié est discutée.
Author: Clara Moriconi
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Languages : fr
Pages : 193
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Book Description
De nombreux travaux expérimentaux mettent en évidence que, dans un environnement hydrogénant, l'hydrogène généré par des réactions en surface puis drainé dans la zone plastifiée modifie les mécanismes de déformation et d'endommagement en pointe de fissure de fatigue dans les métaux, entraînant un abaissement important de leur résistance à la fissuration. L'objectif est de développer un modèle de ces phénomènes complexes dans le cadre de la mécanique de l'endommagement, et de le confronter aux résultats d'essais de propagation de fissure de fatigue sous hydrogène gazeux sur un acier inoxydable martensitique 15-5PH. Un modèle de fissuration utilisant une méthode de zone cohésive a été implémenté dans le code de calcul ABAQUS. Une loi de traction-séparation adaptée aux chargements cycliques, dont les paramètres sont influencés par la concentration en hydrogène, a été développée. De plus, la diffusion de l'hydrogène tient compte de l'influence de la contrainte hydrostatique et du piégeage. Le comportement mécanique du volume du matériau est modélisé par une loi élastoplastique. On montre que le modèle est capable de prédire la propagation monotone en présence d'hydrogène, puis on étudie la capacité du modèle cohésif avec la loi de traction-séparation développée à prédire les courbes de propagation de fatigue pour l'acier 15-5PH sous air. Enfin, les vitesses de propagation de fissure de fatigue simulées en présence d'hydrogène sont comparées à celles obtenues expérimentalement. La capacité du modèle à évaluer les contributions respectives des mécanismes d'endommagement (HELP, HEDE) dans la dégradation de la résistance à la fissuration de l'acier étudié est discutée.
Author: Emilie Ferrié
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 209
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Book Description
Une approche utilisée la propagation des fissures de fatigue dans les alliages métalliques consiste à établir des lois de propagation c’est-à-dire, à corréler la vitesse de propagation de la fissure à l’amplitude de la variation du facteur d’intensité des contraintes (DK). Compte tenu de la difficulté expérimentale qu’implique la caractérisation des fissures en volume, ces lois sont le plus souvent établies à partir d’observations de surface. Nous proposons d’adopter une démarche différente qui consiste à prendre en compte l’aspect 3D de la propagation. Dans ce but, nous avons utilisé la micrographie X par rayonnement synchrotron pour visualiser in situ la forme 3D des fissures à différents stades de leur propagation dans deux alliages d’aluminium modèles. La méthode des Eléments Finis Etendus nous a permis de calculer les valeurs des facteurs K sans faire d’hypothèse de forme mais en prenant en compte la forme 3D réelle des fissures extraites des images tomographiques. Cette approche a été appliquée au cas des fissures microstructurellement courtes dont la forme très irrégulière a été corrélée à la forme 3D des joints de grains révélés par la technique du mouillage au Gallium. Pour ces fissures, la connaissance des valeurs de réelles de K n’est pas suffisante pour prédire l’évolution de leur forme en volume, montrant ainsi les limites d’une approche géométrique / élastique. Les fissures microstructurellement longues, dont la forme en volume est très régulière, se caractérisent par une forte anisotrope de propagation sont en bon accord avec les données expérimentales
Author: Sadek Brahmi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 247
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Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER LA PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE DANS QUELQUES MATERIAUX METALLIQUES, REPRESENTATIFS DE TROIS GRANDES FAMILLES D'ALLIAGES, LES ALLIAGES D'ALUMINIUM, LES ACIERS AUSTENITIQUES ET LES ALLIAGES DE TITANE. LES VITESSES DE PROPAGATION SONT CORRELEES A L'ETAT DE CONTRAINTE A FOND DE FISSURE PAR L'INTERMEDIAIRE DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE K OU DE L'INTEGRALE J DE RICE. UNE ANALYSE STATISTIQUE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST DONNEE. ELLE PERMET DE VALIDER LES CORRELATIONS ETABLIES, POUR CHAQUE MATERIAU, ENTRE VITESSE DE PROPAGATION ET ETAT DE CONTRAINTE A FOND DE FISSURE. CETTE THESE MONTRE L'IMPORTANCE DU POINT DE VUE DE LEURS CONSEQUENCES, DES PROCESSUS DE DEFORMATION PLASTIQUE A FOND DE FISSURE. CES PROCESSUS ONT ETE PRINCIPALEMENT ETUDIES SUR UN PLAN EXPERIMENTAL DANS LE CAS DE L'ACIER INOXYDABLE 18-10. LES CONTOURS ET LES DIMENSIONS DES ZONES PLASTIQUES CYCLIQUE ET MONOTONE ONT ETE ANALYSES ET LES RESULTATS CONFRONTES AUX PREVISIONS THEORIQUES. LES PROBLEMES D'OUVERTURE ET DE COMPLAISANCE D'EPROUVETTES FISSUREES ONT ETE ANALYSES. A CE TITE SONT DISTINGUES LES PROCESSUS D'OUVERTURE ELASTIQUE ET D'OUVERTURE PLASTIQUE. CES DERNIERS SONT LIES A L'EXTENSION DE LA ZONE PLASTIQUE A FOND DE FISSURE ET CONDUISENT A UNE OUVERTURE REMANENTE APRES DECHARGEMENT DE L'EPROUVETTE. LES EFFETS DE RETARD, INTRODUITS PAR DES VARIATIONS DE L'INTENSITE DU CHARGEMENT ONT ETE ETUDIES SUR UN PLAN EXPERIMENTAL ET CONFRONTES A DES MODELES THEORIQUES
Author: Sadek Brahmi
Publisher:
ISBN: 9782722507968
Category :
Languages : fr
Pages : 55
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Book Description
Author: Andrea Carpinteri
Publisher:
ISBN:
Category : Fracture mechanics
Languages : en
Pages : 1052
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Book Description
Author: Neji Ben Ali
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Nous étudions la fragilisation par l'hydrogène de l'alliage d'aluminium 7108. Une technique expérimentale spécifique a été développée : Un pré-chargement en hydrogène des échantillons, à travers un dépôt de nickel de quelques dizaines de microns, qui empêche la dissolution du substrat d'aluminium, est utilisé. Il permet la comparaison de la résistance à la fragilisation de différentes microstructures modèles. Nous étudions l'effet du traitement thermique et de la précipitation sur la sensibilité à l'hydrogène pour des vitesses de déformation macroscopiques imposées variables. Différents modes de rupture sont observés ainsi que des transitions entre eux. Au moyen de simulations numériques à l'échelle mésoscopique, l'effet de taille des précipités intergranulaires pré-fragilisés sur la ténacité des joints de grains est estimé, en utilisant un modèle de zone cohésive. Nous analysons la compétition entre la diffusion de l'hydrogène vers la pointe de la fissure et la vitesse de fissuration par un couplage mécanique - diffusion basé sur la diffusion de l'hydrogène assistée par la contrainte hydrostatique. Une vitesse critique au-delà de laquelle l'hydrogène ne peut plus suivre la fissure, est mise en évidence. L'influence de la microstructure du joint de grains sur cette vitesse est analysée. La valeur est comparée à une estimation des vitesses de propagation expérimentales obtenues pour différentes vitesses de déformation macroscopiques. Nous analysons l'effet du piégeage de l'hydrogène par les précipités intergranulaires et la désorption sur la répartition de l'hydrogène le long du joint de grains en imposant un flux au niveau de l'interface précipités - matrice.
Author: Anghel Cernescu
Publisher: Elsevier
ISBN: 9780128233412
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 350
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Book Description
Fatigue Damage in Metals: Numerical Methods-Based Approaches provides readers with detailed and easy-to-implement simulation and modeling techniques for predicting, analyzing, and ultimately mitigating the effects of fatigue damage in metallic materials. The book is divided into three sections, the first of which covers various fatigue loading simulation techniques, the second looking at modeling methods for predicting and analyzing the cyclic behavior of metals, and the final section which discusses fatigue damage operators, criteria, and methods and also includes two chapters dedicated to case studies. It addresses variable amplitude loadings, yield surfaces-based models for cyclic plasticity simulation, fatigue crack imitation and propagation related to microstructure, probabilistic approaches, and more. New criteria and numerical techniques for analyzing the initiation and propagation of cracks are included, as are raw data, algorithms, and codes that can be put into immediate use. Outlines how to implement variable multiaxial loadings in numerical analyses, simulation of the cyclic behavior of materials, and new numerical techniques for predicting fatigue damage Covers simulation techniques, modeling methods for predicting and analyzing behavior, and fatigue damage operators and criteria Features multiple case studies Includes raw data, numerical algorithms, and codes that when combined with the simulation techniques outlined allows readers to put these methods into immediate use
Author: Claude Bathias
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784050156
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 149
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Book Description
S’il est démontré que la rupture par fatigue peut se produire au-delà de 10^10 cycles, la question de la crédibilité de la notion de limite de fatigue normalisée se pose tant du point de vue pratique que fondamental. Après un état de l'art sur la fatigue gigacyclique des alliages industriels, cet ouvrage compile les résultats les plus récents sur cette même fatigue, incluant les phénomènes liés au champ de contraintes autour des défauts, la microplasticité, les transformations de phases, la dissipation thermique à haute fréquence, l'effet de la température et de la fréquence sur la courbe SN. Plus fondamentalement, le cas du fer Armco, bien connu pour sa courbe SN normalisée quasi-hyperbolique, est discuté dans le régime gigacyclique. Sur le plan pratique, la nonexistence du concept de durée de vie infinie est démontrée.
Author: Philippe Johnson
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 314
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Book Description
L'étude porte sur la propagation des fissures dans les matériaux métalliques soumis à des chocs repétés. Un dispositif expérimental permet de solliciter des éprouvettes entaillées par des impacts successifs, et les résultats obtenus sur ce dispositif sont comparés à ceux obtenus en fatigue conventionnelle sur une machine hydraulique. L’importante vitesse de déformation générée par les chocs n'affecte pas la propagation des fissures, mais la forme du cycle, une succession de pics d'amplitudes décroissantes, est déterminante. Une attention particulière a été apportée au phénomène de fermeture de fissure
Author: SYLVIE.. ROCHER
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 290
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Book Description
CETTE THESE S'INSERE DANS UN PROJET DE CALCUL DE LA DUREE DE VIE DES ROULEMENTS PRENANT EN COMPTE LES CARACTERISTIQUES MICROSTRUCTURALES DU MATERIAU. LA PRESENTE CONTRIBUTION CONCERNE L'ETUDE DE LA PREMIERE PHASE DE PROPAGATION DES FISSURES DE SOUS-COUCHE, AMORCEES AU SEIN DES PAPILLONS DE PHASE BLANCHE FORMES AUTOUR DES INCLUSIONS, PAR FATIGUE DE CONTACT. APRES QUELQUES RAPPELS SUR LA PROBLEMATIQUE DE LA FISSURATION, NOUS MONTRONS QU'UNE APPROCHE TYPE METALLURGIE PHYSIQUE EST BIEN ADAPTEE A L'ETUDE DE LA PROPAGATION DES FISSURES COURTES PRECEDEMMENT DECRITES. PAR DES ESSAIS DE COMPRESSION APPROPRIES, NOUS AVONS TOUT D'ABORD ETUDIE LE COMPORTEMENT PLASTIQUE DE L'ACIER 100CR6 ET MONTRE LE ROLE DE L'ACTIVATION THERMIQUE DANS LA DEFORMATION DE CE MATERIAU. DE PLUS, NOUS AVONS DETERMINE LE VOLUME D'ACTIVATION DU MECANISME DE DISLOCATION RESPONSABLE DE CETTE DEFORMATION, ET CE MALGRE L'EXISTENCE D'UN PHENOMENE DE VIEILLISSEMENT DYNAMIQUE PROBABLEMENT DU A LA MOBILITE DES ATOMES DE CARBONE DANS LA MATRICE MARTENSITIQUE. ENSUITE, PAR DES ESSAIS DE FATIGUE DE CONTACT ASSOCIES A DES EXAMENS PAR CARTOGRAPHIE ULTRASONORE, NOUS AVONS PU DETECTER L'APPARITION DE L'ENDOMMAGEMENT EN SOUS-COUCHE ET MONTRER QUE LES FISSURES COURTES, OBJETS DE CETTE ETUDE, PRESENTENT UNE PREMIERE PHASE DE PROPAGATION TRES LENTE. NOUS AVONS ALORS DEVELOPPE UN MODELE DE PROPAGATION DE FISSURES COURTES, SOLLICITEES EN MODE II, FONDE SUR L'EMISSION DE DISLOCATIONS COINS EN FRONT DE FISSURE, DONT L'ORIGINALITE REPOSE SUR LE FAIT QU'IL PREND EN COMPTE L'ACTIVATION THERMIQUE DU MOUVEMENT DES DISLOCATIONS. APRES AVOIR ETUDIE LES PROPRIETES DE CE MODELE, NOUS L'AVONS APPLIQUE AU CAS DE L'ACIER 100CR6: NOUS AVONS AINSI MONTRE QUE LES FISSURES COURTES OBSERVEES PRESENTENT BIEN UNE PREMIERE PHASE DE PROPAGATION TRES LENTE
