Influence du chargement sur la propagation en fatigue de fissures courtes dans un acier de construction navale

Résumé : Notre étude a porté sur un acier de construction navale (type S355NL) employé dans la conception de bâtiments de surface. Si le comportement des fissures longues est assez bien connu, celui de fissures courtes est peu maîtrisé. Ces deux types de fissures ne présentent en réalité que peu de points communs et la démarche à adopter lors de l'étude de ces fissures courtes a nécessité une réflexion particulière. Il est notamment important de noter que la vitesse de propagation des fissures courtes est considérablement influencée par les constituants microstructuraux du matériau (inclusions, joints de grain...). Des essais à amplitude de contrainte constante ont tout d'abord été entrepris pour caractériser le comportement des fissures courtes. Les rapports de charge R utilisés pour ces essais de fatigue furent 0,1, 0,3, 0,5 et enfin -1. Des essais à amplitude variable (croissante, décroissante et issue d'un spectre de chargement) ont également été réalisés. Ces travaux ont donné lieu à de nombreux résultats expérimentaux concernant la propagation de fissures de fatigue qu'il s'agisse de fissures propageantes (conduisant à la rupture) ou non propageantes et ce à partir d'une taille de mesure de 20-25 µm. Les résultats obtenus ont été systématiquement comparés aux courbes de propagation des fissures longues (courbes da/dN – ∃Keff) également établies pour ce matériau.
Parallèlement à ces travaux, une étude numérique a été menée en utilisant le code éléments finis Abaqus\Standard. Nous avons tout d'abord déterminé la répartition des contraintes et le coefficient de concentration de contrainte KT dans la zone d'amorçage pour les éprouvettes utilisées. Puis, dans le but de calculer le facteur d'intensité de contraintes K nécessaire à la modélisation du comportement des fissures de fatigue, plusieurs calculs basés sur le concept d'intégrale J furent menés. Ceux-ci ont été établies pour différentes configurations d'éprouvettes et de fissures (semi-elliptique, semi-circulaire, coin, surface,...) dans les cas élastique et élastoplastique. Enfin, deux lois ont été proposées pour prédire la durée de propagation d'une fissure par fatigue.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00204096
Contributeur : Aboulghit El Malki Alaoui <>
Soumis le : vendredi 11 janvier 2008 - 18:12:02
Dernière modification le : samedi 12 janvier 2008 - 09:23:56
Document(s) archivé(s) le : mardi 13 avril 2010 - 17:08:01

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  • HAL Id : tel-00204096, version 1

Citation

Aboulghit El Malki Alaoui. Influence du chargement sur la propagation en fatigue de fissures courtes dans un acier de construction navale. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Metz, 2005. Français. ⟨tel-00204096⟩

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