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Mécanique des fractures: introduction et analyse de la croissance des fissures

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Dans cours

ME-437: Advanced solid mechanics

Description

Cette séance de cours présente les principes fondamentaux de la mécanique des fractures, en mettant l'accent sur la forme de la fissure, le facteur d'intensité de stress et le taux de libération d'énergie. L'analyse des fissures et des conditions de croissance des fissures dans un matériau est discutée, ainsi que la méthode d'Eshelby appliquée pour les fractures. La séance de cours couvre le champ de contrainte autour des fissures, l'effet des fissures sur les matériaux et les conditions critiques pour la croissance des fissures. Différents cas de formes de fissures et leurs champs de contraintes correspondants sont explorés, soulignant l'importance de comprendre le comportement des fissures dans différents matériaux.

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Concepts associés (32)

Mécanique de la rupture

La catastrophe du Vol 587 American Airlines s'explique par la rupture de la dérive de l'appareil.|vignette La mécanique de la rupture tend à définir une propriété du matériau qui peut se traduire par sa résistance à la rupture fragile (fracture) ou ductile. Car si les structures sont calculées pour que les contraintes nominales ne dépassent pas, en règle générale, la limite d'élasticité du matériau et soient donc par voie de conséquence à l'abri de la ruine par rupture de type ductile ; elles ne sont pas systématiquement à l'abri d'une ruine causée par la présence d'une fissure préexistante à la mise en service ou créée en service par fatigue (comme lors de la catastrophe ferroviaire de Meudon) ou par corrosion sous contrainte.

Concentration de contrainte

thumb|La fissure dans le béton a été amorcée par un « effet de pointe » (concentration de contrainte). La concentration de contrainte est un phénomène survenant lorsque la section d'une pièce varie de manière brutale : trou (perçage), rainure, épaulement, gorge, fond de fissure, etc. Une pièce présente des points de fragilité dus à la forme. On constate que l'apparition des fissures, et la rupture, a en général lieu dans des zones présentant des angles vifs rentrants ou bien des perçages.

Contrainte (mécanique)

vignette|Lignes de tension dans un rapporteur en plastique vu sous une lumière polarisée grâce à la photoélasticité. En mécanique des milieux continus, et en résistance des matériaux en règle générale, la contrainte mécanique (autrefois appelée tension ou « fatigue élastique ») décrit les forces que les particules élémentaires d'un milieu exercent les unes sur les autres par unité de surface. Ce bilan des forces locales est conceptualisé par un tenseur d'ordre deux : le tenseur des contraintes.

Stress–strain analysis

Stress–strain analysis (or stress analysis) is an engineering discipline that uses many methods to determine the stresses and strains in materials and structures subjected to forces. In continuum mechanics, stress is a physical quantity that expresses the internal forces that neighboring particles of a continuous material exert on each other, while strain is the measure of the deformation of the material. In simple terms we can define stress as the force of resistance per unit area, offered by a body against deformation.

Tenseur des contraintes

Le tenseur des contraintes est un tenseur d'ordre 2 utilisé en mécanique des milieux continus pour caractériser l'état de contrainte, c'est-à-dire les efforts intérieurs mis en jeu entre les portions déformées d'un milieu. Le terme a été introduit par Cauchy vers 1822. Comme les efforts intérieurs sont définis pour chaque surface coupant le milieu (on parle d'ailleurs également d'efforts surfaciques), le tenseur est défini localement, en chaque point du solide. L'état de contrainte du solide est donc représenté par un champ tensoriel.

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Croissance des fissures: intensité de stress et mécanique des fractures

Explore la croissance des fissures, les facteurs d'intensité de stress et la mécanique des fractures dans les matériaux, en mettant l'accent sur les considérations énergétiques et l'intensité de stress critique pour le début de la croissance des fissures.

Mécanique des fractures: croissance des fissures et lien le plus faible

Explore la mécanique des fractures, la croissance des fissures et la théorie des maillons les plus faibles, en mettant l'accent sur la distribution statistique des tailles de fissures et l'importance de la plus grande fissure dans la défaillance matérielle.

Ondes de choc et réponse matérielle fragile

Couvre les ondes de choc, la réponse matérielle fragile, la transformation de phase et les relations Hugoniot dans les matériaux sous stress.

Mécanique des fractures: croissance des fissures et facteur d'intensité de stress

Explore la croissance des fissures, le facteur d'intensité de contrainte et la ténacité à la rupture dans les matériaux.

Analyse des stratifiés : stress et défaillances

Couvre l'analyse des contraintes et des défaillances dans les composites stratifiés, y compris le calcul des contraintes au niveau du pli.

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Contrainte (mécanique)

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