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Jean-Luc ENGERAND : Ingénieur de l’École Polytechnique et de l’École Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace - Chef du Département Technique à la société Messier-Bugatti
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Lire l’articleINTRODUCTION
La mécanique de la rupture (Fractures Mechanics) est une étude qui met en jeu les paramètres habituels de la mécanique à partir d’une discontinuité existante : fissureou défaut. Elle permet dans certains cas de prévoir, en fonction des dimensions d’une fissure et de l’état de chargement, la vitesse de propagation de la fissure et la dimension à partir de laquelle cette fissure peut entraîner une rupture brutale.
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5. Propagation brutale des fissures
5.1 Critère d’énergie Gc et critère de contrainte K c
Ce paragraphe examine les paramètres qui régissent l’apparition de la propagation brutale d’une fissure, paramètres qui permettent de quantifier la résistance résiduelle d’une pièce endommagée.
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Critère d’énergie(Griffith)
Il y a rupture lorsque le paramètre G 2.1 atteint une valeur critique G c.
Pour les corps fragiles (verre par exemple), en supposant, de plus, que l’on est en mode I et déformations planes, Griffith prend pour cette valeur critique l’énergie de surface des surfaces créées, soit :
G Ic = 2γsγ s étant la densité d’énergie superficielle.
Pour les corps métalliques, dont la rupture s’accompagne, en fond de fissure, d’une forte déformation plastique, le critère de Griffith est modifié sous la forme :
G Ic = 2γs + γpγ p étant l’énergie de déformation plastique par unité de surface ; γ p est très grand par rapport à γ s , le rapport pouvant atteindre 1 000.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GRIFFITH (A.A.) - The theory of rupture. - Proceedings of the first international congress of applied mechanics, Delpht, p. 55, 63 (1924).
-
(2) - IRWIN (G.R.) - Relation of stresses near a crack to the crack extension force. - International congress of applied mechanics. Bruxelles, p. 245 (1926).
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(3) - IRWIN (G.R.) - Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate. - Journal of applied mechanics, p. 361, sept. 1957.
-
(4) - WESTERGAARD (H.M) - Bearing pressures and cracks. - Journal of applied mechanics, p. 49, juin 1939.
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(5) - MUSKHELISHVILI (N.I.) - Some basic problems of mathematical theory of elasticity. - Éd. Mc Grawhill, New York (1956).
-
(6) - TADA (H.), PARIS (P.), IRWIN (G.) - The stress analysis of cracks handbook. - 2e éd., Productions INC. Paris...
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