Endommagement et rupture des matériaux

MG3215

D. Geoffroy, D. Haboussa et K. Kazymyrenko (EDF)

Dans le cadre de ce cours nous présentons les trois grandes classes d’approches théoriques qui peuvent être employées pour décrire l’amorçage et la propagation d’une fissure dans un matériau fragile : la mécanique de la rupture, les modèles de zones cohésives et les modèles d’endommagement. Au travers de la description de ces approches nous poursuivons l’objectif d’appropriation de la méthodologie de transfert des modèles académiques vers les outils pour l’ingénierie industrielle.

• Brève présentation de la problématique industrielle.
• MELR (mécanique élastique linéaire de rupture) : modes de chargement I, II, III; singularité des contraintes en pointe de la fissure ; calcul global des facteurs d’intensité de contrainte. Prédiction la propagation d’une fissure existante. Notion sur la méthode des éléments finis étendus XFEM.
• Approche énergétique de Griffiths. Régularisation de la singularité de contrainte et modèle des zones cohésives (CZM). Particularités de maillage et implémentation numérique. Evolution des surfaces de rupture. Comparaison MELR avec CZM.
• Endommagement des matériaux. Cadre thermodynamique adéquat et modèle standard généralisé. Notion de sous-gradient. Problème d’une localisation numérique (non physique) des phénomènes d'endommagement. Modèles d’endommagement régularisés par le gradient de déformation, gradient de variable interne.