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Theses Year : 1997

Study of notch influence on the strain field in plasticity in ductile and few ductile steel

Etude de l'influence de l'entaille sur les champs de déformations dans le domaine plastique pour des aciers ductiles et peu ductiles

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Abstract

Usually, a structure is dimensionned in term of admissible stress. Unusually, we dimensionned in term of displacement (deflection/range for the cases of wood gathering) or strain (concept of admissible strain). By convention, admissible strain have the value of 1 %. The fact to take strain as parameter which governed the fracture allow a better caracterization of the structure behaviour in the elastoplastic case behaviour. Moreover, it allow to take in account of strain hardening capacity of the material. Finite elements computation may be used to prevent important strain that we may encounter in function of the applied load. Thoses computations are often realized in elasticity. However, presence of notches or sharps angles will breed stress concentration which will may cause a premature fracture (fracture occurs when applied stress is lower than yield stress) by the creation of a plasticity zone in vicinity of geometrical discontinuity. Then, we propose to define a new criteria of fracture in term of critical local strain versus local strain field in notch tip. For that, we carried out fractures tests on C.T. specimens (obtained from a few ductile steel) and K.T. specimens (obtained from a ductile steel). Next, we formulate the problem as following : in function of the notch geometry, defined by the notch radius, the depth and the notch angle, we examine elastoplastic strains distributions in notch tip. From this distribution, we define the concept of notch strain intensity factor, which critical value will be used a fracture criteria
Le dimensionnement d'une structure se fait généralement en terme de contrainte admissible. Dans certains cas beaucoup plus rares, on dimensionne en terme de déplacement (rapport flèche/portée pour le cas des assemblages en bois) ou de déformation (concept de déformation admissible). Par convention, la déformation admissible vaut 1%. Le fait de prendre la déformation comme paramètre gouvernant la rupture permet de mieux caractériser le comportement de la structure dans le cas d'un comportement élastoplastique et de tenir compte de la capacité d'écrouissage du matériau. Lorsque l'on effectue des calculs de structure, on souhaite pouvoir prévenir les déformations importantes que l'on risque de rencontrer en fonction du chargement applique. Ces calculs sont le plus souvent fondés sur la théorie de l'élasticité et de la résistance des matériaux. Cependant, la présence d'entailles ou d'angles vifs engendrera des concentrations de contraintes qui pourront provoquer une rupture prématurée (rupture survenant lorsque la contrainte appliquée est inferieure à la limite élastique) par la création d'une zone de plasticité au voisinage des discontinuités géométriques. Nous nous proposons donc de définir un nouveau critère de rupture en terme de déformation locale critique en relation avec le champ local de déformation en fond d'entaille. Pour cela, nous réalisons des essais de rupture sur des éprouvettes c.t. (obtenue d'un acier peu ductile) et k.t. (obtenue d'un acier ductile). Puis, nous posons le problème de la manière suivante : en fonction de la géométrie de l'entaille, définie par son rayon d'entaille, sa profondeur et son angle d'entaille, on examine la distribution élastoplastique des déformations en fond d'entaille. A partir de cette distribution, nous définissons le concept du facteur d'intensité de déformation d'entaille, dont la valeur critique sera utilisée comme critère de rupture
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Cite

Gaêl Angot. Etude de l'influence de l'entaille sur les champs de déformations dans le domaine plastique pour des aciers ductiles et peu ductiles. Autre. Université Paul Verlaine - Metz, 1997. Français. ⟨NNT : 1997METZ019S⟩. ⟨tel-01777204⟩
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