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Dissertations / Theses on the topic 'Propagation des fissures'
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1
Amestoy, Michel. "Propagation de fissures en elasticite plane." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066238.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre a une analyse theorique en vue de modeliser le phenomene de propagation de fissures dans un milieu suppose elastique, lineaire, homogene, isotrope (sans forces de masse), en etat de deformation plane. Dans ce cadre d'hypotheses, la situation la plus generale est envisagee (arbitraire sur la geometrie initiale du corps et de la fissure; arbitraire sur le chargement). Une telle entreprise necessite la formulation du critere de propagation, appele a porter sur des quantites convenablement identifiees et l'on peut anticiper que ces quantites representatives seront les facteurs d'intensite de contraintes k::(1)(s), k::(2)(s) a l'extremite de la fissure, au cours de sa propagation (s : abscisse curviligne le long de la courbe propagee). Dans ces conditions, nous nous sommes proposes d'etablir les expressions k::(1)(s), k::(2)(s), plus precisement sous forme d'un developpement vis-a-vis de la variable s, puis de justifier que le critere s'exprime effectivement a l'aide de ces quantites. En particulier, l'equation k::(2)(s) = 0 regit l'evolution geometrique de la fissure en cours de propagation et permet d'envisager une description numerique de cette propagation
2
Amestoy, Michel. "Propagation de fissures en élasticité plane." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37602291j.
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3
Bignonnet, André. "Sur la propagation des fissures de fatigue." Paris, ENSAM, 1991. http://www.theses.fr/1991ENAM0021.
Full textAbstract:
Le sujet traite consiste d'une part a degager un outil permettant une description raisonnable de la loi de propagation et du seul du non propagation, d'une part a prendre en compte le chargements d'amplitude variable pour la prediction de la propagation. La premiere partie concerne l'influence des principaux parametres de fatigue: rapport r, environnement, longueur de la fissure et leur influence sur la fermeture des fissures. Nous avons montre qu'en regle generale le facteur d'intensite de contrainte de l'ouverture, u, qui permet de calculer la facteur d'intensite de contrainte efficace et la valeur du seuil. La deuxieme partie traite de la propagation sous chargement 'amplitude variable. Une etude parametrique a permis de detaller l'influence de la largeur de bande du spectre et des methodes de comptage mises en uvre. A l'aide de methodes de comptage appropriees nous avons valide l'approche dite du chargement equivalent defini par le moment statistique d'ordre m de la distribution des amplitudes de contraintes, m etant la pente de la loi de paris en amplitude constante, dans le cas d'historiques de contraintes stationnaires de type gaussien
4
Zeghloul, Abderrahim. "Comparaison de la propagation en fatigue des fissures courtes et des fissures longues." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37619253w.
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5
Carlioz, Thomas. "Nucléation et propagation de fissures en conditions anisotropes." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1247/document.
Full textAbstract:
En partant d'une problématique industrielle correspondant à la naissance de fissures lors de l'excavation d'un tunnel dans un matériau argileux, nous proposons de nous intéresser à un sujet plus large qui est celui de la nucléation d'une fissure de dimension macroscopique. Ainsi, des résultats généraux et théoriques sont établis tout au long de ce mémoire. Ces derniers sont toutefois utilisés pour proposer une interprétation aux faciès de fissuration observés lors de l'excavation de galeries de stockage à grandeur profondeur. Dans un premier temps, un modèle géométrique idéalisé pour des fissures est justifié. Cette étude préalable permet à la fois d'acter la nature fermée des fissures susceptibles de nucléer ainsi que d'utiliser le critère mixte en statuant sur le bienfondé d'une étude bidimensionnelle équivalente. En précisant la notion de longueur de nucléation stable et en s'inspirant des outils classiques de la mécanique linéaire de la rupture, nous établissons dans un second temps notre propre critère de nucléation. Pour ce faire, nous proposons, grâce à des modélisations micromécaniques, de revisiter l'approche thermodynamique usuelle dans un cadre adiabatique afin d'être davantage en accord avec la brutalité du phénomène étudié. Par la suite, nous mettons aux points différentes méthodes permettant d'utiliser le critère suggéré. Enfin, le critère est mis en œuvre dans le cadre de la problématique industrielle initiale pour essayer de donner une justification à l'anisotropie des géométries des fissures observées, et ce, en prenant en compte les différentes directions de forage de l'ouvrage. Dans un deuxième temps, nous proposons de nous intéresser, de manière plus prospective, aux problématiques liées aux modèles locaux d'endommagement. Une attention particulière est accordée à la notion de stabilité des états d'équilibre. Ainsi, une adaptation du critère de Hill est proposée et des différences quantitatives sont soulignées lorsqu'un cadre adiabatique, nous paraissant plus justifié, est pris en compte. Enfin, le problème de la localisation de l'endommagement dans un problème unidimensionnel est abordéStarting from an industrial issue that is cracks onset when excavating a tunnel, this work aims at giving new insights into a more general problematic which is the initiation of macroscopic cracks. Thus, general and theoretical results are established. Nevertheless, they are applied in order to give some explanations to the excavation-induced fractures observed around the deep geological repository. To begin with, an idealised geometrical model is detailed and justified. Thanks to this preliminary work, we establish that the cracks that should be taken into account are closed ones. In addition we show that it's possible for small cracks length to work on an equivalent bidimensionnal problem. This last result allows us to apply the mixed criteria. After giving the definition of a stable crack initiation length we define our own criteria to predict cracks onset. In order to do so and in order to be more in adequacy with the caracter brutal of a crack initiation, we offer through a micromecanic modelisation to deploy the usual thermodynamic approach in an adiabatic context. Different methods to compute the key quantity which is the incremental energy released rate are then built. Finally, the criteria is applied to give some justifications to the anisotropic geometry of the excavation-induced fractures. In a second part of this work, we focuse on the problematics tied to the local damage models. For instance, the notion of stability for an equilibrium state is discussed. Hill's stability critera is adapted to damage problems. Once again, it seems that an adiabatic context is more suited and the differences implied are emphasized. To conclude, we offer to investigate the localisation issue in one dimensionnal problems
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Jung, Olivier. "Influence du grenaillage sur la propagation des fissures." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2315.
Full textAbstract:
L'objectif de la these est de developper un modele de propagation de fissure par elements finis dans une structure tridimensionnelle en presence de contraintes residuelles. La nature du travail est essentiellement numerique. La premiere partie presente un modele de relaxation de contraintes residuelles sous chargement cyclique, base sur une simulation complete du phenomene, grace a un calcul viscoplastique cyclique par elements finis. Le champ de contraintes residuelles ainsi obtenu peut alors etre introduit dans le calcul de propagation en tant que parametre de chargement supplementaire. En se placant dans le cadre de la mecanique lineaire de la rupture, une comparaison des methodes, numeriques et analytiques, permettant d'evaluer un fic en presence ou non de contraintes residuelles, est effectuee. Un modele general de propagation de fissure par elements finis est alors propose. Les applications de ce modele sont aussi presentees : propagation de fissure sous chargement periodique avec ou sans contraintes residuelles, propagation sous chargement complexe. Dans tous les cas, les previsions du modele sont corrects d'un point de vue qualitatif. Dans le cas de la propagation sous grenaillage, le modele est en bon accord avec l'experience.
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Grégoire, David. "Initiation, propagation, arrêt et redémarrage de fissures sous impact." Phd thesis, INSA de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00418626.
Full textAbstract:
Les risques liés à la propagation de fissures sous impact sont encore très difficiles à estimer. La détermination de critères de rupture dynamique uniquement à partir de résultats expérimentaux reste délicate. Ainsi la première étape pour valider des lois de propagation de fissures sous impact passe par le développement d'outils de simulation numérique. Depuis les années 1970, de nombreux codes de calcul mécanique ont été dédiés à l'étude de la propagation de fissures, notamment dans le cas du phénomène de fatigue. La principale difficulté consiste dans la nécessité de suivre la géométrie de la fissure au cours du temps. Ces dernières années, des méthodes alternatives basées sur la partition de l'unité ont permis une description implicite des discontinuités mobiles. C'est le cas de la méthode des éléments finis étendue (X-FEM) qui paraît particulièrement adaptée à la simulation de la propagation dynamique de fissures sous chargement mixte où les trajets de fissures ne sont pas connus a priori. Si ces outils numériques permettent maintenant de représenter l'avancée dynamique d'une fissure, les résultats numériques doivent être comparés à des résultats expérimentaux pour s'assurer que les lois introduites sont physiquement fondées. Notre objectif est donc de développer conjointement des techniques expérimentales fiables et un outil de simulation numérique robuste pour l'étude des phénomènes hautement transitoires que sont l'initiation, la propagation, l'arrêt et le redémarrage de fissures sous impact.Des expériences de rupture dynamique ont donc été réalisées sur du Polyméthacrylate de méthyle (PMMA) durant lesquelles la mixité du chargement varie et des arrêts et redémarrages de fissures se produisent. Deux bancs d'essais différents ont été utilisé, le premier basé sur la technique des barres de Hopkinson (ou barres de Kolsky), le second mettant en jeu un vérin rapide. Le PMMA étant transparent, la position de la fissure au cours de l'essai a été acquise grâce à des caméras rapides mais aussi en utilisant un extensomètre optique (Zimmer), habituellement dédié à la mesure de déplacements macroscopiques d'un contraste noir/blanc. L'utilisation de cet extensomètre pour suivre la fissure au cours de l'essai a permis d'obtenir une localisation très précise de la pointe de la fissure en continu, permettant ainsi l'étude des phases transitoires de propagation. Afin d'étudier le même phénomène dans des matériaux opaques comme les aluminiums aéronautiques (Al 7075), des techniques de corrélation d'images numériques ont été employées en mouchetant les éprouvettes impactées. De nouveaux algorithmes ont été développés afin de traiter les images issues d'une caméra ultra-rapide (jusqu'à 400 000 images par seconde).
Plusieurs géométries ont été envisagées afin d'étudier différents cas de propagation dynamique : initiation en mode I pur, initiation en mode mixte, propagation, arrêt, redémarrage, interaction entre deux fissures, influence d'un trou sur le trajet d'une fissure, branchement dynamique de fissures. Ces expériences ont ensuite été reproduites numériquement afin de valider les algorithmes et les critères de rupture choisis.
8
Lesne, Pierre-Marie. "Amorçage et propagation de fissures sous gradients thermiques cycliques." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10111.
Full textAbstract:
Méthodes de prévision de durée de vie. Étude microstructurale du superalliage IN 100. Étude expérimentale d'une plaque sous gradients thermiques cycliques. Application de la méthode de durée de vie à cette plaque.
9
Greciet, Florine. "Régression polynomiale par morceaux pour la propagation de fissures." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0004.
Full textAbstract:
Un moteur d'avion est constitué de plusieurs familles de matériaux qui subissent de multiples mécanismes de dégradation dès leur fabrication mais également pendant leur cycle de vol (décollage, atterrissage, pressurisation, manœuvre du pilote,...), où encore lors de son repos au sol. Un de ces mécanismes est lié au phénomène de fatigue, qui représente la dégradation subie par une pièce du fait de sollicitations cycliques répétées. Cette dégradation se traduit par l'amorçage d'une fissure et sa propagation jusqu'à rupture de la pièce. La prédiction de la durée de vie en propagation des pièces est donc un point très sensible puisqu'elle impacte à la fois le dimensionnement (étape préalable à la conception des pièces) et les procédures de maintenance (réparation ou changement de la pièce). Les calculs de durées de vie en propagation sont en partie réalisés à partir des lois d'évolutions phénoménologiques décrivant la vitesse d'avancée de la fissure dans un matériau en fonction de la contrainte appliquée. Dans l'objectif d'étudier ces données, qui sont susceptibles d'être modélisées de façon continue et qui laissent observer plusieurs régimes de propagation, nous proposons un modèle de régression polynomiale à plusieurs régimes, soumis à des hypothèses de régularité (continuité et/ou dérivabilité). Suite à cela, nous avons développé des méthodes d'inférence permettant d'estimer le nombre de régimes, les instants de transition et les paramètres de chaque régime. Ces résultats ne seront exploitables par le bureau d'études que s'ils sont obtenus en des temps de calculs raisonnables c'est-à-dire de l'ordre de quelques minutes. Chaque nouvelle méthode a donc été conçue dans l'objectif de réduire les temps de calculs nécessaires à l'estimation des paramètres du modèle. De plus, comme le nombre de régimes présents dans les données n'est pas connu a priori, les deux dernières méthodes que nous proposons n'utilisent aucun a priori sur ce nombre pour estimer les paramètres du modèle. Le travail présenté dans ce mémoire fait l'objet d'une collaboration entre l'équipe de Probabilités et Statistique de l'Institut Elie Cartan de l'université de Lorraine, l’équipe BIGS du centre Inria Nancy Grand Est et la société Safran Aircraft EnginesAn aircraft engine is made up of several families of materials that undergo multiple degradation mechanisms from their manufacture but also during their flight cycle (take-off, landing, pressurization, pilot manoeuvring,...) or during its rest on the ground. One of these mechanisms is related to the phenomenon of fatigue which represents the degradation of a piece due to repeated cyclic stresses. This degradation results in the initiation of a crack and its propagation until the piece ruptures. The prediction of the propagation lifetime of parts is therefore a very sensitive point since it impacts both the dimensioning (step prior to the design of the pieces) and the maintenance procedures (repair or change of the piece). Propagation lifetime calculations are partly based on the laws of phenomenological evolution describing the rate of progress of the crack in a material as a function of the stress applied. In order to study these data, which are likely to be modelled continuously and which allow several propagation regimes to be observed, we propose a polynomial regression model with several regimes, subject to regularity assumptions (continuity and/or differentiability). Following this, we developed inference methods to estimate the number of regimes, transition times and parameters of each regime. These results will only be usable by the engineering office if they are obtained within reasonable calculation times, i.e. in the order of a few minutes. Each new method has therefore been designed to reduce the computation time required to estimate the model parameters. Moreover, since the number of regimes present in the data is not known a priori, the last two methods we propose do not use any a priori on this number to estimate the model parameters. The work presented in this thesis is the subject of a collaboration between the Probability and Statistics team of the Institut Elie Cartan of the University of Lorraine, the BIGS team of Inria Nancy Grand Est and Safran Aircraft Engines
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Lefrancois, André. "Propagation par fatigue de fissures bi et tridimensionnelles dans deux alliages d'aluminium : effets de petite fissure et de chargements aleatoires." Paris, ENMP, 1987. http://www.theses.fr/1987ENMP0089.
Full textAbstract:
Comparaison du comportement des fissures courtes (inferieures a 0,3-0,4mm) et longues dans deux alliages d'aluminium 2124 et 7475 soumis a deux types de chargement : sollicitations d'amplitude constante, sollicitations incluant des surcharges uniques ou repetees periodiquement
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Martin-borret, Guy. "Etude de la propagation de fissures dans les caoutchoucs synthétiques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 1998. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000894.
Full text
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Desforges, Jean-Robert. "Propagation en fatigue des fissures courtes dans les alliages d'aluminium." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2293.
Full textAbstract:
L'utilisation des alliages d'aluminium de type 2024 et 7075 est tres repandue dans l'industrie aeronautique. Une meilleure connaissance de la tolerance au dommage de ces materiaux implique l'etude de la propagation des fissures des leur apparition. Les fissures courtes etudiees ont ete obtenues a partir d'eprouvettes lisses sollicitees en traction ondulee. Pour un meme niveau maximum de contrainte imposee, des vitesses de propagation plus elevees sont observees sur les fissures courtes par rapport aux fissures longues. La croissance des fissures peut etre decrite a l'aide des lois de propagation effective des fissures longues, c'est-a-dire corrigee de l'effet de la fermeture, et en tenant compte des mecanismes mis en jeu selon les microstructures et les conditions d'environnement
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Aubertin, Pascal. "Couplage de modèles atomiques et continu, propagation dynamique de fissures." Lyon, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAL0121.
Full textAbstract:
L’objectif est de relier deux approches, la mécanique des milieux continus, utilisant la technique X-FEM, et la dynamique moléculaire, dans le but de décrire la propagation dynamique de fissures. Avec la règle de Cauchy-Born, il est possible d’établir un lien entre les quantités classiques et le type de potentiel utilisé. Ainsi dans l’hypothèse des petits déplacements, les deux modèles deviennent cohérents. Nous avons développé une méthode de couplage, basée sur une partition de l’énergie mécanique. L’étude a porté sur un couplage cinématique réalisé grâce à des multiplicateurs de Lagrange. Le bilan énergétique est donné dans le cadre de la dynamique explicite. Nous avons enfin étudié la propagation dynamique de fissures en 2 D. L’implémentation numérique et les techniques pour gérer la propagation et le suivi de fissures sont détaillées. Des cas de fissuration dynamique sont étudiés et les capacités de la méthode sont confirmées, en particulier pour la gestion de branchementsOur goal is to link two descriptions, one coming from continuum mechanics, using the X-FEM, the other being atomistic, based on molecular dynamics, in order to describe crack propagation. Using the Cauchy-Born rule, we can establish a link between some classical mechanical quantities and the type of potentiel we use. Thus, within the small displacements assumption, the two models are coherent in a material point of view. We have developped a coupling method, based upon a partition of the mechanical energy. We have sutdied a kinematic coupling enforced via Lagrange multipliers and detailed the energy balance, in the context of explicit dynamics. Finally, we have studied dynamic crack propagation on some 2D examples. The numerical implementation and the techniques that have been used to manage propagation and cracks following are given. Some examples of dynamic failure are shawn and the capabilities of the method are confirmed, particularly for managing crack branching
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Feld-Payet, Sylvia. "Amorçage et propagation de fissures dans les milieux ductiles non locaux." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00583011.
Full textAbstract:
Cette étude s'inscrit dans le domaine de la conception et du dimensionnement de structures industrielles. Elle consiste à proposer une méthodologie permettant de simuler l'endommagement ductile de structures métalliques, suivi de l'amorçage et de la propagation de fissures. La démarche s'organise en trois temps. La première étape consiste à pouvoir décrire correctement l'évolution de l'endommagement jusqu'à l'amorçage de la fissure, par un modèle continu. Or, l'utilisation de modèles de comportement ductiles endommageables classiques avec la méthode des éléments finis conduit à de nombreux problèmes, tels que la dépendance pathologique à la finesse et à l'orientation du maillage ou le verrouillage volumique. Une nouvelle formulation mixte non locale à quatre champs est proposée dans le cadre des petites perturbations afin de surmonter ces problèmes. L'étape suivante vise à améliorer la qualité du calcul. Pour cela, une procédure d'adaptivité de maillage reposant sur un indicateur d'erreur est mise en place afin de permettre d'atteindre le niveau de qualité désiré par l'utilisateur, tout en minimisant les coûts de calculs. Associée au lissage des champs aux anciens points de Gauss avant projection directe aux nouveaux points de Gauss et à l'ajout de viscosité dans le modèle, elle permet de reprendre les calculs sur le nouveau maillage plus adapté après quelques divisions du pas de temps. Enfin, une fois toute la phase d'endommagement décrite avec précision, la dernière partie est consacrée au développement d'une stratégie d'amorçage et de propagation de fissure utilisant l'adaptation de maillage. Pour cela, le chemin de fissure est représenté par un maillage auxiliaire dont le front est le plus régulier possible. Pour déterminer l'orientation de cette discrétisation, un critère reposant sur le gradient de l'endommagement lissé est formulé. Cette stratégie est mise en oeuvre sur un cas test académique en dimensions deux et trois. Par la suite, il serait intéressant de pouvoir appliquer cette méthodologie avec des modèles plus réalistes faisant intervenir le taux de triaxialité, et ce en grandes déformations.
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Cummings, Julie. "Étude de la propagation des fissures dans les sols granulaires gelés." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0018/MQ49087.pdf.
Full text
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Mohammad, Ebrahim Ebrahimi. "Effet de la microstructure sur la propagation des fissures dans l'alumine." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0059.
Full textAbstract:
Le comportement à la fissuration de différentes alumines, présentant une large gamme de tailles de grains, est étudié à l'aide de la double torsion (DT) et d'essais de flexion sur éprouvettes entaillées (essais SENB). Une alumine de très haute pureté (> 99,99%) et une alumine présentant 500 ppm d'oxyde de magnésium ont été utilisées comme poudres de départ. Les matériaux ont été élaborés par pressage puis frittage à différentes températures, de 1550°C à 1850°C, afin d'obtenir des tailles de grains allant de 4 à 53 μm. Une transition du mode de rupture d'intergranulaire à transgranulaire apparaît au delà de 35 μm, accompagnée par une diminution importante de la résistance à propagation. Nous montrons ici que les longueurs de fissures calculées à partir de la complaisance sous-estiment de façon importante la vraie longueur de fissure, et ceci d'autant plus que la microstructure est grossière. Les ligaments non fissurés, responsables des mécanismes de pontage, et donc de l'effet de courbe R, sont en effet aussi la cause de l'erreur induite sur la complaisance. Des résultats obtenus sous différents environnements (air, eau, huile) permettent de montrer que la propagation lente des fissures dans l'alumine peut être décrite par un mécanisme de corrosion sous contrainte par les molécules d'eau. Les lois de propagation sont décrites en termes de vitesse de fissure en fonction du facteur d'intensité de contrainte. Les alumines présentant le maximum de courbe R (d=35 μm) présentent une loi V-K1 décalée vers les forts facteurs d'intensité de contraintes ; de plus, leur pente est plus importante. Grâce à la méthode de DT, il est possible de soustraire l'effet de renforcement dû à la microstructure aux courbes de propagation lente, afin de déterminer les lois de propagation intrinsèque. Toutes les alumines possèdent la même loi de propagation intrinsèque, identique à celle mesurée par ailleurs dans le saphir, avec une ténacité intrinsèque de l'ordre de 2,2 MPaѴmThe crack propagation behavior of alumina was studied by means of Double Torsion and Single Edge Notched Beam methods. A high purity alumina (>99. 99 %) and an alumina with 500 ppm MgO were used as starting powders. A wide range of average grain sizes, between 4-53 μm was obtained by sintering the powder at l550-1850°C for 2-12 h. The compliance analysis leads to an overestimation of the real crack length at the beginning of the test and to under-estimation at the end. The overestimation could result from the development of several small cracks and mic. Ro-cracks in proximity of notch tip and non-plane crack profile shortly after load application while the underestimation obviously is related to elastic crack bridging ligaments and crack border interactions leading to crack closure. The grain sizes more than 35 μm result in a transition of intergranular to transgranular mode which decreases crack resistance strongly. The DT results in different environments (air, water and silicon oil). Show that slow crack growth is due to stress corrosion by water molecules at the crack tip. Region I and II of crack propagation are very sensitive to the humidity and region III is independent of the environment. The slope of V-K1 Curve depends strongly on the amount of rising crack resistance with crack extension. The increase f crack resistance with grain size I accompanied by, shift of the V-K1 law towards high K1 values. Moreover the slope of the curve is higher for higher grain sizes. By subtracting the (ΔKR) from applied stress intensity factor in different alumina ceramics, a unique V- K1tip curve was obtained. The measured crack tip stress intensity factor. K1tip• was independent of grain size. Thus the same stress corrosion rnechanism of ceramic bonds by water is responsible for crack propagation. A mean crack tip roughness of 2. 2 MPa- m1/2 was evaluated similar in value to the results obtained in the literature for alumina single crystal
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Favier, Elie. "Déformation du front de fissures planes au cours de leur propagation." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066294.
Full text
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Ju, Jianzhu. "Anticiper la propagation des fissures en détectant des précurseurs dynamiques optiquement." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2021. http://www.theses.fr/2021UPSLS089.
Full textAbstract:
Pour évaluer correctement leurs limites d'utilisation, il est important de mieux comprendre comment les élastomères se cassent par la propagation d'un défaut existant et en particulier si cette propagation peut être prédite. Pour répondre à ce problème expérimental difficile, nous proposons dans cette thèse de caractériser in-situ le comportement microscopique des élastomères mous aux premiers stades de la propagation d'une fissure avec une variété de méthodes optiques avancées. Nous introduisons d'abord la diffusion multiple de la lumière (MSDWS) résolue spatialement pour cartographier les vitesses de déformation dans les élastomères et l'appliquons, avec une excellente résolution temporelle, à la zone en front d’une fissure avant sa propagation. D’abord dans un élastomère commun, le PDMS, nous avons observé par MSDWS l'existence d'une hétérogénéité de vitesse de déformation à grande échelle (~1 cm2) à des temps longs (~500 s) avant la propagation, liée à l'accumulation de ruptures moléculaires hautement localisées (~0,01 mm2) autour de la pointe de la fissure, détecté avec des mécanophores fluorescents. Nous avons ensuite utilisé une combinaison de cartographie par mécanophores, corrélation d'images numérique et essais mécaniques pour étudier l'origine de l'augmentation de la ténacité d'un élastomère à réseaux multiples plus complexe, et nous avons montré que la ténacité provient d'un mécanisme d'émoussement local impliquant la scission des liaisons dans un réseau sacrificiel pour homogénéiser la déformation autour d'une fissure déformée par fluage local. Grâce à nos mesures optiques originales combinant MSDWS, mécanochimie et DIC, nous avons révélé de riches comportements transitoires de matériaux mous avant rupture. Ces nouvelles connaissances et avancées méthodologiques fourniront des informations utiles pour la conception de nouveaux élastomères résistants à la ruptureTo assess correctly limitations in use, it is important to better understand how elastomers break by the propagation of an existing flaw and in particular whether such propagation can be predicted. To address this experimentally challenging problem, we propose in this thesis to characterize in-situ the microscopic behavior of soft elastomers at early stages of crack propagation with a variety of advanced optical methods. We first introduced spatially resolved multiple speckle diffusing wave spectroscopy (MSDWS) to map deformation rates in elastomers and applied it to investigate the strain rate field in front of a crack before propagation with an excellent time resolution. In a common and simple elastomer, PDMS, we observed by MSDWS the existence of a large-scale (~1 cm2) strain rate heterogeneity at long times (~500 s) before propagation, related to the accumulation of a highly localized bond scission (~0.01 mm2) around the crack tip, as detected by fluorescent mechanophores. We then used a combination of mechanophore mapping, digital image correlation and mechanical testing to investigate the origin of the increased fracture toughness of a more complex multiple network elastomer, and showed that the toughening comes from a local blunting mechanism involving bond scission in a sacrificial network to homogenize the strain around a deformed crack by localized creep. By combining original DWS measurements and mechanochemistry, we revealed optically the rich transient behaviors of soft materials before the macroscopic propagation of a crack. These new insights and methodological advances will provide useful information for the design and practical application of fracture resistant elastomers
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Lamazouade-Tarek, Marion. "Modélisation de l'influence des interactions entre deux fissures semi-elliptiques : application à la propagation des fissures de corrosion sous contrainte." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13397.
Full textAbstract:
La fissuration assistée par l'environnement est fréquemment caractérisée par l'apparition de colonies de fissures de surface. Dans ces conditions, l'influence des interactions entre les fissures induit une modificaton de la distribution des facteurs d'intensité de contrainte (FICs) le long du front de fissure. L'objectif de ce travail est de modéliser ces processus d'interaction entre deux fissures tridimentionnelles de surface. Le calcul des FICs par éléments finis montre que les interactions entre les fissures modifient leur comportement à la foi en surface, mais également en profondeur. Dans des situations réalistes, tant en termes de position relative (superposée, coplanaire, non-coplanaire) que de forme (fissure semi-circulaire, aplatie, profonde) ou de taille, la présence d'une fissure induit généralement un effet d'amplification sur les grandes, et cela quelle que soit la configuration étudiée. En intégrant au modèle une loi de propagation de type corrosion sous contrainte, on met en évidence que les cinétiques de propagation sont fortement liées à la forme initiale du défaut. En présence de deux fissures, les résultats révèlent un impact particulièrement important des interactions sur le développement des fissures en profondeur. Des observations du comportement des fissures en surface et des faciès de rupture confirment les tendances prédites par le modèle numérique.
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Sun, Lingtao. "Etude numérique de l'amorçage et de la propagation de fissures de fretting." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00755695.
Full textAbstract:
La liaison aube-disque d'un turboréacteur est soumise en opération à un chargement complexe composé d'une forte pression et d'un mouvement relatif oscillatoire, qui génère un phénomène de fretting-fatigue. L'apparition de celui-ci réduit la résistance en fatigue des structures et engendre des dégradations qui, sous différentes formes (usure, rupture), peuvent conduire à une perte de fonctionnalité. Afin d'assurer la fiabilité des turboréacteurs, il est donc utile d'améliorer l'estimation de la durée de vie sous chargement de fretting.Cette thèse est dédiée à la fois à l'étude de l'amorçage de la première fissure et de sa micropropagation dans le domaine dit "des fissures courtes", c'est-à-dire celles qui sont encore directement influencées par la microstructure locale. Pour remplir la première exigence, on développe un modèle numérique mettant en oeuvre un critère multiaxial de fatigue. Il permet de prédire la position de l'amorçage et le nombre de cycles correspondant, en prenant en compte d'éventuels traitements de surface. Dans un second temps, une étude numérique de la direction et de la cinétique de propagation des fissures est mise en place avec prise en compte de l'influence de la microstructure du matériau, à l'aide d'un modèle de plasticité cristalline qui prend en compte les différentes familles de systèmes de glissement. La vitesse de fissuration diminue à l'approche des joints de grains, ce qui est qualitativement conformes aux observations expérimentales.
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Seyedi, Seyed Mohammad. "Formation, propagation et coalescence dans un réseau de fissures en fatigue thermique." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133778.
Full textAbstract:
Des réseaux de fissures dues à de la fatigue thermique à grand nombre de cycles (faïençage thermique) ont été mis en évidence dans certains composants de centrales nucléaires. L'estimation de durée de vie des composants est d'une importance vitale pour définir des programmes de maintenance. Une solution analytique de calcul du facteur d'intensité des contraintes a été développée pour étudier l'effet du chargement thermomécanique. Vu la complexité du chargement thermique et le phénomène de propagation dans un réseau de fissures, un outil de simulation numérique a été mis au point. Il s'agit d'un outil de remaillage automatique et une stratégie de propagation dans un réseau basée sur l'incrément de longueur de fissures. Un modèle probabiliste qui prend en compte l'hétérogénéité du matériau lors de la formation, propagation et coalescence dans un réseau est ensuite présenté. Ce modèle peut être implanté dans un code de calcul par éléments finis comme un modèle d'endommagement.
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Salapete, Raphael. "Propagation des fissures de fatigue dans les culasses automobiles : expériences et modélisation." Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2007ENMP1566.
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Toumi, Ahmed. "Etude du processus de propagation de fissures par fatigue dans le beton." Toulouse 3, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU30197.
Full textAbstract:
Ce travail, couplant une partie experimentale et une partie numerique est centre sur l'etude de la propagation de fissures de fatigue dans le beton. La partie experimentale s'interesse a l'etude du processus de developpement de fissures d'un point de vue phenomenologique, tandis que l'etude numerique s'attache a modeliser le comportement reel des eprouvettes en tenant compte des principaux mecanismes observes. L'etude est effectuee sur des eprouvettes de micro-beton, encochees et testees en mode i de rupture par flexion trois points. Les essais sont conduits sous atmosphere saturee, et l'observation du processus de propagation est realisee au microscope electronique a balayage (meb), moyennant la technique de simple replique. Les resultats d'observations microscopiques montrent que, sous chargement statique, l'amorce d'une fissure unique se produit a un seuil d'environ 60% du pic de charge. Les resultats d'observations montrent que les mecanismes de propagation des fissures de fatigue, similaires en surface et au cur des echantillons, se caracterisent essentiellement par des phenomenes de branchements. Contrairement aux essais statiques, le front de fissure est plat des les premiers cycles. Les branchements se sont reveles etre le resultat de la forte interaction entre les surfaces de fracture. Les longueurs de fissures evaluees par la methode de la compliance sont en effet tres sous estimees en comparaison avec les longueurs mesurees. La cinetique de propagation est confrontee au modele de paris. Les resultats montrent que la validite de ce modele est etroitement liee au taux de charge maximal des cycles. La modelisation numerique proposee par elements finis est de type elastique avec fissure cohesive, ou un critere en contraintes determine le critere de propagation. La loi de comportement en traction introduite s'appuie d'une part sur la resistance en traction et l'energie de fissuration mesurees, et d'autre part sur la loi d'hysteresis determinee par methode inverse. Le modele est valide sur les essais de flexion statiques et cycliques.
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Seyedi, Seyed Mohammad. "Formation, propagation et coalescence dans un réseau de fissures en fatigue thermique /." Cachan : LMT-Cachan, 2004. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39914632m.
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Lefrancois, André. "Propagation par fatigue de fissures bi et tridimensionnelles dans deux alliages d'aluminium effets de petite fissure et de chargements aléatoires /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37607177x.
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Zhang, Xiao Ping. "Modélisation de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL087N.
Full textAbstract:
Le modèle développé dans cette étude de la prédiction de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable est basé sur le concept de la fermeture de fissures de fatigue proposé par Elber : une fissure de fatigue soumise à une charge appliquée ne se propage que lorsqu'elle est entièrement ouverte ; l'amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes est le paramètre qui contrôle la propagation de la fissure. Le facteur d'intensité de contraintes d'ouverture de fissure, niveau minimal dans cette amplitude efficace, peut être calculé à partir de deux éléments : le maximum des contraintes résiduelles à la pointe de fissure et la longueur de fissure fermée. L'évolution du premier élément sous les charges appliquées de différents niveaux a été obtenue grâce à un essai de fatigue en déformation imposée, et aux mesures des profils des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X et neutronique dans une éprouvette de fissuration par fatigue. Celle du deuxième élément a et calculée à l'aide d'un modèle d'écartement des lèvres de fissure et des informations fournies par les mesures diffractométriques. Ainsi, le modèle prend en considération de l'influence du chargement d'amplitudes différentes sur le niveau d'ouverture de fissure. Ce modèle a été vérifié par les résultats des essais de fatigue sous chargement d'amplitudes différentes programmées. La prédiction de la vitesse de propagation de fissures par le modèle est bonne
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Nguyen, Sy Tuan. "Propagation de fissures et endommagement par microfissures des matériaux viscoélastiques linéaires non vieillissants." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00598511.
Full textAbstract:
La plupart de l'énergie en France est d'origine nucléaire. Le bâtiment de réaction comporte une enceinte interne et une externe. L'enceinte interne est en béton précontraint, pour limiter le débit de fuite dans l'espace interne-ence inte. La précontrainte diminue au cours du temps à cause du fluage du béton. Il risque de se propager des fissures par une pression accidentelle interne. On pose alors deux problèmes de recherche : propagation de macrofissures dans une structure viscoélastique ; comportement effectif d'un matériau viscoélastique microfissuré. On développe tout d'abord un modèle viscoélastique de Burger pour le béton avec deux approches de calcul numérique et analytique. On traite ensuite le problème de fissure unique en développant thermodynamiquement la notion du taux de restitution d'énergie. Dans la troisième partie, on établit un modèle viscoélastique pour modéliser le comportement effectif des matériaux microfissurés dans le cas sans propagation. Le problème de propagation de microfisures est étudié ultérieurement par une approche numérique basée sur le "motif morphologique représentative". Ces études sont finalement appliquées pour traiter les problèmes de propagation de fissure et endommagement d'une enceinte de confinement sous l'application d'une pression accidentelle interne
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Ponson, Laurent. "Propagation de fissures dans les matériaux désordonnés : comment déchiffrer les surfaces de rupture." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002920.
Full textAbstract:
Depuis près d'un demi-siècle, les ingénieurs savent décrire et prévoir la propagation d'une fissure dans un milieu élastique homogène modèle. Le cas des matériaux réels est beaucoup plus complexe. En effet, on ne sait pas relier leur durée de vie ou leur résistance à leur microstructure. Passage obligé avant de telles prédictions, il est nécessaire de comprendre comment le désordre structural du matériau influe sur le comportement d'une fissure. Dans cette optique, les surfaces de rupture représentent un champ d'investigation très prometteur. A travers une étude portant sur divers matériaux hétérogènes, nous caractérisons les propriétés statistiques de leur rugosité et déterminons dans quelle mesure elles sont indépendantes du matériau. Nous montrons notamment que les surfaces de rupture présentent des propriétés d'invariance d'échelle anisotropes, caractérisées par deux exposants universels. Etudiant ensuite une céramique de verre, matériau hétérogène modèle dont on peut contrôler la microstructure, on montre qu'il existe une seconde classe de surfaces de rupture caractérisée par la même structure anisotrope mais présentant des exposants plus faibles. Utilisant enfin des outils théoriques issus de la physique statistique hors équilibre combinés avec la mécanique de la rupture, nous établissons le lien entre ces propriétés e! t les mécanismes généraux de rupture à l'échelle microscopique. Cette étude nous permet notamment d'associer les deux classes de surfaces de rupture à un processus de fissuration mettant en jeux de l'endommagement pour l'un et à une rupture parfaitement fragile pour l'autre.
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Ponson, Laurent. "Propagation de fissures dans les matériaux désordonnés : comment déchiffrer les surfaces de rupture." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2007. http://www.theses.fr/2007EPXX0069.
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Trollé, Benoît. "Simulation multi-échelles de la propagation des fissures de fatigue dans les rails." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0033.
Full textAbstract:
Sous l’effet des sollicitations mécaniques répétées induites par les passages des trains, on observe l’apparition de fissures de fatigue de contact dans les rails. Une fois amorcées, celles-ci peuvent se propager et mener à la rupture du rail. Dans un contexte d’intensification du trafic et d’augmentation globale des vitesses de circulation, il devient stratégique pour SNCF d’optimiser sa politique de maintenance. Afin de définir des pas de surveillance adaptés et une planification optimisée des opérations de maintenance, une meilleure connaissance des mécanismes d’endommagement par fatigue du rail s’avère nécessaire. Tendre vers cette stratégie de maintenance prédictive passe par la mise en place d’outils de simulation numérique adaptés. Dans ce contexte, une chaîne d’outils a été développée : détermination des sollicitations transmises au rail, des champs de contraintes et de déformations résiduelles, localisation des zones critiques vis-à-vis du risque de fissuration. L’étape suivante consiste à estimer le risque lié à la présence de fissures et à étudier leurs propagations. Elle constitue une partie des objectifs de ces travaux de thèse. La résolution du problème tri-dimensionnel d’une structure fissurée, avec contact et frottement entre les lèvres, est effectuée grâce à un modèle tri-dimensionnel éléments finis étendus multi-échelles. Ce modèle fait appel à une formulation mixte stabilisée où chaque champ est écrit à l’aide d’enrichissement. La fissure est représentée grâce à une stratégie implicite-explicite. Le problème est résolu à l’aide du solveur non-linéaire LATIN. Une étude empirico-numérique a permis de proposer des formules a priori assurant à la méthode de résolution un taux de convergence proche de l’optimal. La simulation de la propagation des fissures de fatigue est réalisée à l’aide de critères spécifiques, adaptés à un chargement multi-axial et non-proportionnel, et d’une loi de propagation dédiée en mode mixte. La confrontation des résultats de simulation avec des essais réalisés sur une configuration cylindre-plan a validé la stratégie X-FEM/LATIN à deux échelles. Tous ces développements ont été implémentés dans le code de calcul éléments finis CAST3M. Des contraintes résiduelles réalistes, provenant d’un logiciel externe, ont été introduites. Cette étape a requis la mise en place d’une procédure de transfert des champs entre les deux maillages (celui utilisé pour le calcul des contraintes résiduelles et celui utilisé pour la résolution du problème de mécanique élastique linéaire de la rupture). L’étude de la flexion du rail a révelé l’influence de ce phénomène uniquement lors du passage du chargement sur la fissure.Enfin, une étude numérique a montré la très forte influence de l’orientation du chargement tangentiel, des contraintes résiduelles et de la présence de plusieurs fissures sur la direction et les vitesses de propagation des fissures de fatigueTo optimize the rail grinding strategy, the prediction of crack growth rates has a vital role. Contact, with friction between the crack faces, notably occurs in rolling contact fatigue (RCF) problems. These time-dependent, multi-axial, non proportional loadings may lead to a crack initiation and propagation, and sometimes to the development of very complex 3D crack network. Numerical simulations of frictional fatigue crack are efficiently performed using the eXtended Finite Element Method (X-FEM). Within this method, the mesh does not need to conform to the crack geometry. Most difficulties associated to complex mesh generation around the crack and the re-meshing steps during the propagation are hence avoided. A 3D two-scale frictional contact fa-tigue crack model developed within the X-FEM framework is presented. It allows the use of a refined discretization of the crack interface independent from the underlying finite element mesh and adapted to the frictional contact crack scale. The model is used here to analyze the crack propagation, rate and direction, under rolling contact fatigue. The wheel-rail contact loading is modeled as a traveling hertzian load. The stress intensity factors are computed at the crack tips during the wheel passage. Criteria for determining crack growth direction under multiaxial non proportional conditions and mixed mode Paris’ law are used. Actual residual stresses are accounted for in the simulation. They are determined thanks to a dedicated model used at SNCF in which the asymptotic mechanical state of the rail is computed when submitted to cyclic loads. A non-uniform elastic-plastic stabilized state is calculated and introduced, by projection of the mechanical fields onto the finite element mesh, in the crack propagation simulation. All this strategy has been implemented in CAST3M and is now used to model 3D frictional crack growth under RCF
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Münch, Arnaud Diego. "Propagation de fissures tridimensionnelles dans les structures stratifiées : interfaces courbes et assemblages collés." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA06A001.
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Boussekine, Abdelmadjid. "Etude de la propagation des fissures par la méthode des éléments de frontière." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0034.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est d'elaborer un modele numerique, base sur la methode des elements de frontiere, permettant de simuler le role de la fissuration dans les materiaux et les structures heterogenes. Dans la premiere partie, on rappelle tres brievement les bases theoriques de la mecanique de la rupture et des elements de frontiere. On presente ensuite les techniques d'adaptation de la methode numerique a la modelisation des fissures: subdivision du domaine en sous-regions, methode duale et discontinuite des deplacements. La mieux adaptee au code developpe au laboratoire est la premiere technique, basee sur l'introduction d'une interface fictive. Pour le calcul des parametres mecaniques de rupture, nous presentons trois approches qui sont la methode cinematique, la methode de l'element special et la methode de l'integrale de rice. Dans la deuxieme partie, nous developpons une nouvelle formulation pour le calcul des facteurs d'intensite de contraintes, adaptable au processus de generation automatique du maillage. Une strategie est proposee, modifiant seulement le maillage autour de la pointe de fissure. Le code est ensuite valide par plusieurs exemples de reference. La troisieme partie est consacree a l'application du modele dans le traitement de deux types de problemes. Tout d'abord, nous proposons une methodologie pour l'etude de la propagation en presence d'heterogeneites, introduisant une notion de parametre d'influence et montrant l'apport du modele pour etablir une bibliotheque de cas. Les resultats, associes a une loi de fissuration de fatigue du type tanaka et a une procedure apparentee a l'homogeneisation, sont destines a fournir un outil simplifie pour predire la duree de vie d'une structure en materiau heterogene fissure. La deuxieme application exploite la possibilite de traitement des problemes de contact pour montrer l'influence de la loi de frottement entre les levres de la fissure sur la trajectoire de celle-ci, et sur la duree de vie dans le cas d'une sollicitation cyclique
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Ahmiedi, El Hadj. "Etude de la propagation des fissures en milieu viscoélastique : applications aux enrobés bitumeux." Limoges, 1994. http://www.theses.fr/1994LIMO0035.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la fissuration des enrobes bitumineux utilises en construction routiere. Dans une premiere partie, nous rappelons les equations formulant la loi de comportement du materiau, dans le cadre de la viscoelasticite lineaire. Nous exposons les differentes techniques d'identification, ainsi que les procedures d'analyse des structures. En ce qui concerne ce dernier point, l'accent est mis sur deux approches: le principe de correspondance de schapery et la technique de la transformee de laplace. Le principe de correspondance est ensuite applique a la description du champ mecanique en milieu viscoelastique. On termine partie par l'etude de la vitesse de propagation en fatigue ; une loi de type paris, dont les parametres sont a identifier, est retenue. Dans seconde partie, sont presentees les differentes techniques experimentales ; cette revue generale nous a amene a mettre au point un nouvel essai, entierement concu et realise au laboratoire, adapte aux essais de fissuration des enrobes. Le dispositif experimental est decrit, ainsi que la modelisation numerique utilisee pour determiner les facteurs d'intensite de contraintes. Le couplage des mesures et de la modelisation conduit a deux procedures d'identification des parametres, en mode d'ouverture et en mode mixte. La derniere partie est consacree a la presentation des resultats concernant deux materiaux interessant notre partenaire industriel. Nous proposons une nouvelle formulation du facteur d'intensite de contraintes effectif en mode mixte, utilisant les parametres de fatigue determines en mode i, qui permet d'estimer la duree de vie d'une structure soumise au trafic et aux variations thermiques
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Mouchrif, Salah-Eddine. "Trajets de propagation de fissures en mecanique lineaire tridimensionnelle de la rupture fragile." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066411.
Full textAbstract:
Ce memoire presente un ensemble de travaux sur les trajets de propagation de fissures en mecanique lineaire tridimensionnelle de la rupture fragile, question qui, si l'on excepte les travaux de rice et gao et nazarov, a rarement ete consideree jusqu'a present. Dans une premiere partie, en considerant une extension virtuelle (cette derniere, ainsi que la fissure initiale, etant de geometrie arbitraire), nous avons etabli l'expression du troisieme terme du developpement des f. I. C. En puissances de la longueur de l'extension, celle des deux premiers ayant deja ete etablie par j. B. Leblond. La combinaison de ces resultats et d'un critere de type energetique (griffith) permet, en negligeant le phenomene de segmentation du front en presence de mode iii, de calculer les divers parametres geometriques (courbure, longueur et angle de branchement) de l'extension reelle, et de discuter ainsi certaines questions de bifurcation et de stabilite du trajet de propagation, en particulier dans le cas d'une fissure en forme de fente infinie chargee en mode i dans un milieu infini. Une deuxieme partie est consacree a l'etude de la segmentation du front en mode mixte i + iii. Pour ce faire, nous avons considere une fissure plane semi-infinie munie d'une extension droite de longueur uniforme et presentant un angle de branchement variable le long du front. L'evaluation des f. I. C. Le long du front de la fissure ainsi etendue (prealable indispensable a toute discussion de la propagation) necessite la connaissance d'un terme proportionnel a la derivee de l'angle de branchement et faisant intervenir un operateur universel (c'est-a-dire independant du probleme), dont l'analyse de la premiere partie a revele l'existence sans en fournir la valeur. Le calcul de cet operateur est effectue en utilisant une technique de developpement asymptotiques raccordes, puis le formalisme de muskhelishvili couple a une technique de transformation conforme. Pour un critere de type taux de restitution d'energie maximum, on trouve que la configuration segmentee du front est plus favorisee que la configuration rectiligne, ce qui constitue une premiere explication, encore qualitative et incomplete, du phenomene de segmentation dans le cadre de la theorie energetique de la rupture
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Johnson, Philippe. "Propagation des fissures en fatigue par chocs : développement d'une méthodologie et étude experimentale." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10415.
Full textAbstract:
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
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ZHANG, XIAO-BING. "Etude numerique de la propagation de fissures par la mecanique de la rupture." Clermont-Ferrand 2, 1992. http://www.theses.fr/1992CLF21447.
Full textAbstract:
L'objet de cette these est d'apporter une contribution a l'etude numerique par la mecanique de la rupture, de la propagation et de la bifurcation des fissures existant dans des structures formees d'une ou plusieurs couches de materiaux et de proposer une methodologie pour simuler l'evolution de fissure (en mode mixte) jusqu'a la ruine de la structure etudiee. L'etude comporte quatre parties. La premiere partie est une etude bibliographique sur la mecanique de la rupture. Dans la deuxieme partie, une analyse comparative entre les methodes numeriques actuellement utilisees pour determiner les parametres de fissuration permet de caracteriser chaque methode, compte tenu de leurs possibilites d'application aux cas de materiaux homogenes et de bi-materiaux. La troisieme partie est consacree a deux nouvelles methodes numeriques: les methodes des integrales t et a, qui permettent de separer plus facilement les deux modes de rupture. La validation numerique de la methode de l'integrale a montre le grand interet de cette methode. La derniere partie concerne l'etude de la propagation et de la bifurcation de fissures. La simulation numerique de l'evolution de fissure est effectuee sur des exemples differentes. Les resultats numeriques obtenus sont confirmes par des resultats experimentaux. L'analyse de l'interaction de deux fissures permet de cerner la zone d'influence sur la direction de propagation de celles-ci. La non-necessite d'un maillage symetrique autour de la pointe de fissure lors d'une telle etude confirme tout l'interet de la methode de l'integrale a
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Coppin, Patrick. "Amorçage et propagation des fissures courtes de fatigue dans des alliages aluminium-lithium." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1991. http://www.theses.fr/1991ECAP0203.
Full textAbstract:
Dans la première partie consacrée a l'amorçage, 5 alliages ont été étudiés. Les résultats obtenus dans les alliages binaires et ternaires montrent que l'endommagement se caractérise essentiellement par la formation de bandes de glissement sur des plans cristallographiques inclines a 45 par rapport a l'axe du chargement. Dans les alliages 8090 le taux d'impureté est le facteur prépondérant pour l'amorçage à faible niveau de contrainte. Dans des alliages écrouis des particules sont disloquées donnant lieu a des défauts de quelques dizaines de microns dans ce cas la vie de l'éprouvette se résume à la propagation de la fissure. La deuxième partie traite de la propagation dans des alliages 2091 et 2090. Une méthode de mesure par chute de potentiel électrique a été mise au point pour mesurer des fissures tridimensionnelles entre 100 et 500 microns. La propagation a lieu à KMAX constant, ce qui permet d'éliminer les effets de fermeture et de ne s'intéresser qu'au comportement intrinsèque des fissures. Les fissures courtes se comportent de manière analogue aux fissures longues dans des conditions analogues en terme de vitesse de propagation. Dans des alliages à gros grains on peut observer l'influence de la microstructure sur la propagation
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Benguediab, Mohamed. "Etude de propagation des fissures de fatigue sous spectres de chargement réduitsTexte imprimé." Poitiers, 1989. http://www.theses.fr/1989POIT2298.
Full textAbstract:
Cette etude a pour objet la caracterisation de la propagation des fissures de fatigue sous spectres de chargement reduits comparativement a la propagation sous chargement d'amplitude constante dans le cas d'un alliage d'aluminium 2024-t351. Les spectres reduits consideres sont issus de l'historique statistique des contraintes sur l'intrados de l'aile d'un avion civil. Les resultats experimentaux permettent de decrire la croissance des fissures par vol en fonction du facteur d'intensite de contrainte maximal k#m#a#x et de mesurer la duree de vie correspondant a la croissance entre deux longueurs de fissure. La prise en compte de l'effet de fermeture a permis d'optimiser l'estimation de la duree de vie faite selon une demarche classique de cumul lineaire dans le domaine de propagation superieur a une transition dans le mecanisme de propagation appelee t#2. Une methode d'analyse fractographique quantitative a ete mise au point. Il est montre que l'evolution des facies, pour k#m#a#x superieur a t#2, est essentiellement controlee par le niveau du chargement le plus eleve. Par contre, pour les faibles valeurs de k#m#a#x (en dessous de t#2), le parametre dominant est le cycle sol-air-sol. Un modele base sur les concepts energetiques est propose. Ce modele, qui permet l'etablissement d'un chargement d'amplitude constante equivalent, conduit a une meilleure prevision de la duree de vie pour les spectres sans surcharges
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Sbitti, Amine. "Propagation des fissures 2D et 3D planes sous chargement thermomécanique à amplitudes variables." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066686.
Full textAbstract:
Le travail de cette thèse porte sur la modélisation numérique de la propagation et l'arrêt de fissures 2D et 3D en fatigue thermique dans les circuits de refroidissement des réacteurs à l’arrêt (RRA) des centrales nucléaires. Plusieurs points sont abordés dans ce travail, tout d’abord nous avons mis au point dans le code éléments finis Code_Aster une stratégie afin de pouvoir simuler automatiquement la propagation et l’arrêt d’une fissure unique ou d’un réseau de fissures tridimensionnelles, sous chargement thermomécanique à amplitude et fréquence variables. Nous avons étudié également l’arrêt d’une fissure 2D et 3D (semi – elliptique) dans un tube de même géométrie que les circuits RRA et soumis à un chargement thermique sinusoïdal, l’objectif est de déterminer les paramètres du chargement thermique avec lesquels la fissure s’arrête. L’influence du réseau sur l’arrêt des fissures dans le cas 3D est aussi traitée, des simulations tridimensionnelles ont permis d'obtenir des informations sur la progression des fronts dans l'épaisseur. On propose ici de traiter la propagation et la coalescence par des modèles de forces cohésives. La dernière partie de ce travail traite le décollement d’un film mince sous chargement cyclique. En adoptant l’approche variationnlle de la fatigue, nous proposons d’étendre la construction des lois de fatigue limite pour des chargements cycliques d’amplitudes variables. On s’intéresse essentiellement à la propagation de fissure en mode I
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D'Amours, Guillaume. "Détection précoce de la propagation de fissures dans les engrenages droits par analyse vibratoire." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0016/MQ53935.pdf.
Full text
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Fesneau-Falbriard, Patricia. "Amorçage et propagation de fissures en fluage dans un joint soudé d'acier inoxydable austénitique." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI265.
Full textAbstract:
Des éléments de structures travaillant à haute température, comme le réacteur à neutrons rapides Super-Phénix sont soumis à des sollicitations de fatigue lors des transitoires de fonctionnement et de fluage en régime stabilisé. Ces structures peuvent contenir des défauts, en particulier dans les joints soudés, à partir desquels des fissures sont susceptibles d’amorcer. Cette étude se propose de déterminer les conditions d’amorçage et de propagation d’une fissure de fluage dans un joint soudé d’acier inoxydable austénitique représentatif de la cuve interne du réacteur, à partir d’un défaut initial artificiel créé dans une éprouvette de mécanique de la rupture. Plusieurs positions de défaut par rapport au joint soudé sont étudiées et les résultats sont comparés à ceux du métal de base. Les éprouvettes rompues sont examinées par fractographie et micrographie pour observer les mécanismes d’endommagement et de fissuration dans les joints soudé. Les essais d’amorçage et de propagation de fissures de fluage sont réalisés à charge constante, aux températures de 600°C et 650°C. Une relation entre le temps à l’amorçage ti et le paramètre C*ex , évalué à partir des données expérimentales, est obtenue : ti. C*ex 0. 78= constante ; elle est valable dans le domaine de température étudié, quelle que soit la position du défaut initial. Cette relation permet la prévision du temps à l’amorçage en calculant C* analytiquement à partir des lois de comportement du métal de base. Aucune relation n’a pu être établie entre la vitesse de propagation et un paramètre mécanique. Les résultats obtenus sur le joint soudé ne dépendent pas de la position et de l’orientation du défaut initial par rapport au cordon de soudure et se situent dans la bande de dispersion du métal de base ; en effet les éprouvettes sont composées du joint soudé et des tôles adjacentes et le comportement mécanique global est peu affecté par la présence du métal déposé. La rupture présente un caractère intergranulaire dans le métal de base et dans la zone affectée thermiquement et inter dendritique dans le métal déposé. Les observations micrographiques du cheminement de la fissure dans le joint soudé, montrent une localisation préférentielle de l’endommagement et de la rupture par fluage dans le métal déposé proche de la ligne de fusion : la rupture se produit aux interfaces des phases ferrite et austénite. Une meilleure connaissance des lois de comportement des matériaux étudiés (métal de base et métal déposé) devrait améliorer la prévision du temps à l’amorçage par une approche globale simplifiée.
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Chevalier, Jérôme. "Etude de la propagation des fissures dans une zircone 3Y-TZP pour applications biomédicales." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0129.
Full textAbstract:
La zircone 3 Y-TZP a été introduite en orthopédie en 1985 pour la réalisation de têtes de prothèses de hanche en céramiques. Ses qualités exceptionnelles (propriétés mécaniques, frottement) ont permis à la zircone 3 Y-TZP de se développer au dépend de l'alumine voire des métaux. Pour des applications biomédicales, l'évaluation de la durée de vie des matériaux et des pièces en fonctionnement est capitale. Nous avons montré que la zircone comme toutes les céramiques est sensible au phénomène de propagation sous critique des fissures. Notre but a donc été de quantifier et comprendre ce phénomène, après avoir réalisé une étude critique de validation sur nos méthodes de mesure (tests de double torsion et de fatigue sur indentation Vickers). Nous avons montré le rôle fondamental joué par les molécules d’eau qui agissent en diminuant l'énergie nécessaire à la rupture des liaisons de la céramique. Nous avons proposé un mécanisme de corrosion sous contrainte dans les mêmes termes que ceux de Lawn pour la propagation dans le verre (seuil de fissuration, trois stades de propagation, activation thermique. . . ). Nous avons aussi mis en avant le renforcement par transformation de phase qui est d'autant plus important que la taille de grains est grossière. Sous chargement cyclique, nous avons observé une dégradation limitée de la résistance à la propagation des fissures que nous attribuons à une détérioration des mécanismes de renforcement (pontage et transformation de phase). Le résultat principal de notre étude est la mise en évidence très nette de seuils de fissuration, que ce soit sous chargement statique ou cyclique, en dessous desquels aucune propagation sous critique n'apparaît. Ces seuils sont d'un intérêt théorique et pratique évident. Ils définissent en outre un coefficient de sécurité pour les têtes fémoralesThe Slow Crack Growth (SCG) behavior of different 3Y-TZP is investigated under bath static and cyclic solicitations, in different media, by the double torsion method and by flexural tests on indented bars. After a preliminary study of the testing methods themselves (validity conditions), we have studied the materials properties. Crack propagation under static conditions is related to stress corrosion at the crack tip by water molecules. Indeed, crack propagation is limited under vacuum conditions and accelerated in water. A typical three stage law is obtained in air, with the presence of a well-defined threshold under which no propagation occurs. An activation energy of about 70 KJ/mol. Has been calculated by measurements from crack velocity measurements from 3°C to 85°. The role of crack tip phase transformation on crack propagation has been investigated. It appears that 3Y-TZP with the largest grain size exhibit the best resistance to crack propagation as a direct consequence of transformation toughening. Crack propagation under cyclic conditions is due to stress corrosion assisted by mechanical degradation. Crack velocity are one or two order of magnitude higher under cyclic fatigue than that predicted by SCG laws under static fatigue as a consequence of crack bridging and/or crack tip shielding degradation. A stress intensity factor threshold is still observed under cyclic solicitations. Its value depends on the loading conditions and the amount of crack tip degradation
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Feknous, Nadia. "Etude de la resistance a la propagation des fissures dans un milieu heterogene coherent." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0012.
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Pour les structures en beton on connait mal les mecanismes internes de la propagation d'une fissure en relation avec l'heterogeneite du materiau, en particulier le role joue par les granulats, d'ou la recherche de l'influence de ces derniers sur la propagation d'une fissure. Conception et realisation d'une machine de rupture en mode i. Etude experimentale de l'evolution de l'energie specifique de rupture et celle de la force exterieure au cours de la propagation et comparaison des energies mises en jeu suivant que le modele contient ou non un trou ou une inclusion adherente ou non de la matrice
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Bompard, Philippe. "Effets endommageants de la porosité sur la propagation des fissures dans le nickel fritté." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPE050.
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La porosité joue un rôle fondamental sur le comportement en traction, en fatigue et en ténacité des alliages frittés. Le nickel pur a été utilisé comme matériau modèle permettant l’étude des conséquences d’un endommagement physique (la porosité) sur les propriétés mécaniques d’une matrice très ductile. La mesure de la vitesse de propagation des fissures de fatigue montre que le coefficient C de la loi de Paris augmente très rapidement avec la porosité, alors que l’exposant m reste constant. L’interprétation de cette effet en termes d’endommagement et de contrainte effective permet de rendre compte des résultats expérimentaux, la morphologie des pores ne jouant qu’un rôle secondaire. L’évolution de la porosité au cours d’un essai de traction a été comparée à celle déduite des modèles de RICE et TRACEY et LEMAITRE et CHABOCHE. La vitesse de croissance des cavités diminue lorsque la porosité augmente, car la fraction ouverte de la porosité totale rend alors hétérogène la croissance des pores. La notion de dommage lié à la porosité initiale a permis également la modélisation du comportement élastoplastique du Nickel fritté. Les essais de ténacité mettent en évidence un amorçage très précoce de la fissuration, suivi d’une propagation stable à dJ/da constant. L’introduction de l’endommagement dans l’intégrale de RICE montre alors que la fraction ouverte de la porosité contrôle également la ductilité en fond de fissure (CTOA et CTOD) et le comportement en fissuration.
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Ancelet, Olivier. "Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures sous chargement thermique cyclique 3D." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2308.
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L'incident survenu sur la centrale de Civaux a remis en cause la prise en compte de la fatigue thermique. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'amorçage et la propagation de fissure sous sollicitation thermique seule. Pour cela le CEA a développé un nouvel essai baptisé FAT3D. Les différents essais réalisés ont montré la nocivité d'un chargement thermique, qui permet d'amorcer rapidement un réseau de fissure et de faire propager des fissures jusqu'à traverser complètement le composant dans certaines conditions. Coté amorçage, ces résultats expérimentaux associés à une analyse mécanique aux éléments finis mettent en défaut les critères usuels d'endommagement basés sur les variations de la déformation équivalente. L'étude de la propagation montre l'importance de la plasticité qui, dans le cas d'un chargement thermique, ralentit la propagation de la fissureThe incident which has occurred on the Civaux power plant has shown the nocivity of thermal loading and the difficulty to take into account at design level. The objective of this paper is to study the initiation and the propagation of crack under thermal loading. In this aim the CEA developed a new experiment named FAT3D. The various experiments carried out showed the harmfulness of a thermal loading, which makes it possible to rapidly initiate a network of cracks and to propagate one (or some) cracks through the totally thickness of the component under certain conditions. These experimental results associated with a mechanical analysis put at fault the usual criteria of damage based on the variations of the equivalent strain. In addition, the study of the propagation stage shows the importance of the plasticity which, in the case of a thermal loading, slows down the propagation of the crack
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Junet, Arnaud. "Étude tridimensionnelle de la propagation en fatigue de fissures internes dans les matériaux métalliques." Thesis, Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSEI006.
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La fatigue est le principal phénomène causant la rupture de structures mécaniques. Pour les très grandes durées de vie, l’amorçage des fissures menant à la rupture des pièces en service passe de la surface au volume. Du fait des difficultés expérimentales, la propagation des fissures internes n’a que très peu été étudiée in situ et en 3D. Il est cependant crucial du point de vue du dimensionnement de connaître le comportement de telles fissures. Dans ces travaux, le suivi in situ de l’amorçage et de la propagation de fissures internes a été réalisé par tomographie aux rayons X (source synchrotron). Premièrement, une méthode de fabrication d’éprouvettes a été élaborée pour permettre de visualiser de manière systématique, non destructive et en 3D la propagation à 20 Hz de fissures internes dans un alliage de titane (Ti-6Al-4V). Un défaut artificiel a pour cela été usiné à la surface d’une tôle laminée de ce matériau. Une seconde tôle, placée sur la première, a été soudée par diffusion au frittage flash, permettant ainsi de rendre le défaut volumique. Des essais de fatigue in situ ont permis de montrer le rôle crucial de l’environnement (vide) ainsi que, dans une moindre mesure, celui de la texture cristallographique sur les vitesses de propagation des fissures internes. Deuxièmement, une machine de fatigue ultrasonique (fréquence de cyclage de 20 kHz) permettant de réaliser des essais in situ au synchrotron a été utilisée pour étudier la propagation 3D de fissures internes dans des éprouvettes d’alliage d’aluminium A357-T6 contenant un défaut interne artificiel. L’obtention préalable de la distribution 3D des grains par tomographie en contraste de diffraction (DCT) a permis d’étudier les mécanismes d’interaction entre la microstructure et le chemin de fissuration en 3DFatigue is the main phenomenon causing the failure of mechanical structures. For very long service lives the initiation of cracks leading to the failure of in service mechanical parts changes from surface to volume. Due to experimental difficulties the propagation of internal cracks has only been studied to a limited extent in situ and in 3D. However, it is crucial from a dimensional point of view to know the behaviour of such cracks. In this work, in situ monitoring of the initiation and propagation of internal cracks was carried out by X-ray tomography (synchrotron source). Firstly, a method for manufacturing specimens was developed to enable systematic, non-destructive, and 3D visualization of the propagation of internal cracks in a titanium alloy (Ti-6Al-4V) at 20 Hz. For this purpose, an artificial defect was drilled on the surface of a rolled sheet of this material. A second sheet, placed on top of the first one, was diffusion bonded by spark plasma sintering, making it possible to make the defect volumetric. In situ fatigue tests showed the crucial role of the environment (vacuum) and, to a lesser extent, that of the crystallographic texture on the internal crack propagation rates. Secondly, an ultrasonic fatigue machine (cycling frequency of 20 kHz) allowing in situ testing at the synchrotron was used to study the 3D propagation of internal cracks in A357-T6 aluminium alloy specimens containing an artificial internal defect. The 3D grain distribution obtained by Diffraction Contrast Tomography (DCT) was used to study the interaction mechanisms between the microstructure and the 3D crack path
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Hiez, Brigitte. "Propagation en régime ductile de fissures amorcées dans des conditions de chargement hors normes." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066509.
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Etude expérimentale sur des éprouvettes de traction compactes prefissurees en fatigue dans des conditions de chargement telles que la zone plastique ne reste pas confinée en fond de fissure. Détermination de la valeur critique de l'intégrale j correspondant a l'amorçage de la propagation stable et a la courbe de résistance du matériau. Simulation numérique mettant en évidence l'influence du prechargement hors norme sur l'étendue des zones plastiques résiduelles. Discussion relative a la validité de l'utilisation de l'intégrale j comme critère de rupture
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Bompard, Philippe. "Effets endommageants de la porosité sur la propagation des fissures dans le nickel fritté." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37596136s.
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Feknous, Nadia. "Etude de la résistance à la propagation des fissures dans un milieu hétérogène cohérent." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37597567d.
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Hiez, Brigitte. "Propagation en régime ductile de fissures amorcées dans des conditions de chargements hors normes." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375983077.
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