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Mécanique des fractures : défauts et énergie

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Description

Cette séance de cours couvre le sujet de la mécanique des fractures, en se concentrant sur les défauts géométriques et leur influence sur la fracture des matériaux. L'instructeur explique la relation entre les défauts et la fracture, en introduisant des concepts tels que le facteur d'intensité de stress et le taux de libération d'énergie. La séance de cours se penche sur l'analyse de la propagation des fissures et le rôle des défauts dans la facilitation de la fracture. Différents modes de fracture, y compris la tension et le cisaillement, sont discutés, ainsi que la répartition des contraintes autour des fissures. L'instructeur explore également les aspects théoriques de la défaillance matérielle et l'importance de la géométrie dans la détermination du comportement de fracture.

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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.

Rupture (matériau)

thumb|Courbe de traction idéale d'un matériau ductile thumb|Courbe de traction typique pour un matériau fragile En science des matériaux, la rupture ou fracture d'un matériau est la séparation, partielle (comme une crique ou une fissure ou une brisure) ou complète, en deux ou plusieurs pièces sous l'action d'une contrainte. Une rupture peut être souhaitée par le concepteur de la pièce comme dans le cas de la conception de dispositifs de sécurité ou au contraire celui-ci cherche à éviter cette rupture en mettant en adéquation la fonction de cette pièce avec les dimensionnements et choix des matériaux utilisés et des procédés de fabrication.

Ténacité

La ténacité est la capacité d'un matériau à résister à la propagation d'une fissure. On peut aussi définir la ténacité comme étant la quantité d'énergie qu'un matériau peut absorber avant de rompre, mais il s'agit d'une définition anglophone. En anglais, on fait la différence entre « toughness », l'énergie de déformation à rupture par unité de volume (, ce qui correspond aussi à des pascals) et « », la ténacité au sens de résistance à la propagation de fissure.

Géométrie

La géométrie est à l'origine la branche des mathématiques étudiant les figures du plan et de l'espace (géométrie euclidienne). Depuis la fin du , la géométrie étudie également les figures appartenant à d'autres types d'espaces (géométrie projective, géométrie non euclidienne ). Depuis le début du , certaines méthodes d'étude de figures de ces espaces se sont transformées en branches autonomes des mathématiques : topologie, géométrie différentielle et géométrie algébrique.

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.

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Mécanique des fractures : analyse énergétique

Explore l'analyse de l'énergie en mécanique des fractures, en mettant l'accent sur la croissance instable des fissures et l'importance de la conformité dans le comportement structurel.

Mécanique de la fracture : Concepts de base

Couvre les bases de la mécanique des fractures, y compris l'énergie des fractures, le facteur d'intensité de contrainte et l'analyse de propagation des fissures.

Analyse des fractures : énergie et mécanique

Explore l'analyse macroscopique de l'énergie des fractures, en se concentrant sur la croissance instable des fissures et la mécanique de l'énergie.

Fracture et dureté des matériaux

Couvre l'intensité de contrainte, la fracture et la ténacité des matériaux, y compris le comportement des matériaux ductiles et fragiles.

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.

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