mécanique de la rupture
- Domaine
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- physiquerésistance des matériaux
Définition :
Méthode de détermination de la résistance à la propagation brutale d'une fissure soumise à des contraintes répondant à l'état de déformations planes.
Note :
On divise conventionnellement la mécanique de la rupture en deux parties : - La mécanique de la rupture dite linéaire qui, par des calculs qui font suite à des mesures d'effort de rupture d'éprouvettes spéciales préfissurées par fatigue, permet de connaître pour une température déterminée le facteur d'intensité de contrainte critique K1c mesuré en ksi vin dans les pays originaires de la méthode, et en hbar vmm en France. La norme en préparation prévoit une mesure en N/mm vm. - La mécanique de la rupture non linéaire, qui s'exprime par l'ouverture des lèvres en fonction de l'effort. C'est le C.O.D ou Crack Opening Displacement. Bien qu'il y ait entre les deux une certaine relation, il ne faut pas confondre K1, facteur d'intensité de contrainte, et kt, facteur de concentration de contrainte. Le chiffre 1 de K1c signifie « ouverture de mode 1 », c'est-à-dire « comme une mâchoire ». C'est le seul mode dangereux en ce fait qu'il est celui de la rupture fragile (par décohésion). Il doit donc s'y produire le minimum de glissement, ce qui implique, pour une mesure valable, des dimensions d'éprouvette d'autant plus fortes que la pénétration de l'entrave à l'effet Poisson est difficile. En quelque sorte, il faut que la plus grande partie du cœur de l'éprouvette soit en état de déformations planes (s indice Y = s&&X et s indice Z = 0,3 (s indice Y + s&&X) tout autour de la zone plastique située en fond de fissure), le minimum d'épaisseur constitué par les deux faces jusqu'à une certaine profondeur étant considéré comme en état de contraintes planes avec s indice Y = s &&X et s indice Z = 0 tout autour de la zone plastique située en fond de fissure. La détermination du K1c est très valable pour les aciers tenaces, E 36 et au-dessus. (Pour l'E 36, les éprouvettes doivent présenter au minimum 76 mm d'épaisseur). Au-dessous, la méthode perd de sa signification et c'est ainsi que, pour un E 24, l'éprouvette doit mesurer environ 230 mm d'épaisseur. Ceci explique pourquoi pour les métaux très ductiles, les chercheurs préfèrent utiliser la méthode du C.O.D. La mécanique de la rupture peut être étudiée sous son aspect énergétique, c'est-à-dire l'énergie par unité de surface de fissure nécessaire à sa propagation avec une valeur critique Gc devenant G1c en mode 1 en déformations planes correspondant à la propagation brutale. Il existe une relation simple entre G1 et K 1 faisant toujours intervenir E et de plus 1 - µ et en déformations planes (µ = coefficient de Poisson). La mécanique de la rupture permet aussi de prédéterminer l'accroissement d'une fissure de fatigue, que ce soit en atmosphère neutre ou en atmosphère corrosive.
Terme :
- mécanique de la rupture n. f.