Nonlocal Models in Ductile Fracture of Metals
Modèles non locaux en rupture ductile des métaux
Résumé
In the first part, we assess the practical efficacity of two proposals of modification of the Gurson model to circumvent the problem of unlimited strain and damage localization in this model. The assessment of the model is based on two criteria, absence of mesh size effect in finish elements computations and agreement of experimental and numerical results for some typical ductile fracture tests. The first proposal consisted of adopting some nonlocal evolution equation for the porosity involving some convolution integral. The second proposal is an extension of Gurson's condition of homogeneous boundary strain rate, to the case of conditions of inhomogeneous boundary strain rate. In the second part, one define a model for porous ductile material containing two "populations" of cavities, extending that of Perrin et al. (2000) to the case where continuous nucleation of secondary small voids is taking into account.
On évalue dans la première partie, l'efficacité pratique de deux solutions au problème de la concentration infinie de la déformation et de l'endommagement dans le modèle de Gurson, sous l'angle de leur capacité à affranchir les résultats numériques qu'elles prédisent vis-à-vis de la taille de maille et à reproduire de manière satisfaisante les résultats d'expériences de rupture ductile. La première solution consiste à adopter dans les équations du modèle de Gurson une équation d'évolution non locale de la porosité, sous la forme d'une intégrale de convolution. La seconde est une extension de la technique d'homogénéisation de Gurson en condition de taux de déformation homogène au bord, au cas des conditions de taux de déformation inhomogène au bord. Dans la seconde partie, on définit un modèle pour un matériau ductile poreux à deux populations de cavités, étendant celui de Perrin et al. (2000) au cas de la prise en compte de la germination continue des petites cavités de la seconde population