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Séance de cours

Mécanique des fractures: Mixed-Mode Loading

Dans cours

ME-437: Advanced solid mechanics

Description

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux de la mécanique des fractures, en se concentrant sur les scénarios de chargement en mode mixte. L'instructeur explique les différents modes de croissance des fissures, les taux de libération d'énergie et les modèles de zones cohésives. Différents paramètres de matériaux critiques et problèmes de délamination dans les composites renforcés de fibres sont discutés, ainsi que la modélisation informatique et l'analyse de la progression des dommages.

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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.

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.

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.

Fatigue (matériau)

vignette|Photomicrographie de la progression des fissures dans un matériau dues à la fatigue. Image tirée de . La fatigue est l'endommagement local d'une pièce sous l'effet d'efforts variables : forces appliquées, vibrations, rafales de vent Alors que la pièce est conçue pour résister à des efforts donnés, la variation de l'effort, même à des niveaux bien plus faibles que ceux pouvant provoquer sa rupture, peut à la longue provoquer sa rupture. Les essais de fatigue permettent de déterminer la résistance des matériaux à de telles faibles charges répétées.

Polymère renforcé de fibres de carbone

Le polymère renforcé de fibres de carbone, ou PRFC (en anglais Carbon Fiber Reinforced Polymer ou CFRP), est un matériau composite très résistant et léger. Son prix reste à l' assez élevé. De la même manière que le plastique à renfort fibre de verre est appelé plus simplement « fibre de verre », le CFRP prend la dénomination usuelle de « fibre de carbone ». La matrice généralement utilisée dans la fabrication du composite est une résine époxyde ; on peut aussi employer le polyester, le vinylester ou le polyamide.

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Séances de cours associées (36)

Fatigue des matériaux: Fracture et ténacité

Explore la fatigue, la ténacité des fractures, l'intensité des contraintes et la propagation des fissures dans les matériaux.

Phénomène de fatigue : niveau matériel

Explore les étapes de développement de fissures dans le phénomène de fatigue au niveau du matériau.

Tests mécaniques : mécanique des fissures et des creeps

Explore les tests de fluage, la déformation et la mécanique des fractures dans les tests mécaniques.

Comportement mécanique de la céramique

Couvre la mécanique des fractures, la résistance des matériaux et la propagation des fissures dans la céramique, y compris l'impact des facteurs environnementaux.

Résistance des matériaux

Couvre le concept de ténacité des matériaux, en mettant l'accent sur la résistance à la propagation des fissures et à la déformation plastique.

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Polymère renforcé de fibres de carbone

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