Essais de rupture

1 - Mécanismes de rupture

• 1.1 - Rupture par clivage
• 1.2 - Rupture à faciès ductile
• 1.3 - Rupture intergranulaire
• 1.4 - Modes de rupture d’une pièce

2 - Détermination de la température de transition de ductilité

• 2.1 - Essais sur éprouvettes lisses
• 2.2 - Essais sur éprouvettes entaillées
  Figure 1 - Diagramme de Davidenkov Figure 2 - Schéma des zones de déformation plastique d’une éprouvette UF soumise à un moment de flexion constant Figure 3 - Distribution des déformations plastiques ε1 selon la distance x à l’entaille en V pour différentes valeurs de l’angle de pliage Figure 4 - Variation de la déformation plastique 1 sous l’entaille en V, en fonction de l’angle de pliage et pour différentes profondeurs x Figure 5 - Variation de l’allongement rationnel à fond d’entaille U(x = 0) et sur barreau lisse en fonction de l’angle de pliage Figure 6 - Courbes de transition : résilience (KC) et pourcentage de cristallinité (Cr) en fonction de la température () Figure 7 - Apparition d’une bimodalité sur la courbe résilience-température d’éprouvette UF Figure 8 - Influence de la forme de l’entaille sur la courbe de résilience-température d’éprouvette Schnadt à goupille
• 2.3 - Description des différents essais
  Figure 9 - Différents modèles d’éprouvettes de résilience Figure 10 - Deux modes d’essais de résilience Figure 11 - Courbe de transition de résilience pour l’éprouvette à entaille en V, avec les enregistrements des courbes effort-temps Figure 12 - Relation entre la chute de charge relative δ et la cristallinité dans l’essai Charpy V Figure 13 - Variation des charges caractéristiques en fonction de la température d’essai relevée sur les enregistrements d’essais de résilience à entaille V Figure 14 - Exemple d’enregistrement de la force en fonction du temps dans un essai Charpy instrumenté avec les définitions des divers paramètres normalisés Figure 15 - Éprouvette pour l’essai de flexion à plat Kinzel : variation de la déformation (contraction en largeur à fond d’entaille) en fonction de la température d’essai pour différents états Figure 16 - Éprouvette et disposition des appuis pour l’essai de flexion sur chant Van der Veen Figure 17 - Éprouvette et dispositif d’essai pour l’essai Pellini de déchirure par explosion Figure 18 - Éprouvette et dispositif d’essai pour l’essai de flexion au mouton vertical Pellini Figure 19 - Éprouvette et dispositif pour l’essai Battelle de flexion sur chant (drop weight tear test ) Figure 20 - Résultat de l’essai Battelle : pourcentage de cristallinité et d’épaisseur des lèvres ductiles, et hauteur de rupture fragile (cristalline) en fonction de la température d’essai Figure 21 - Comparaison des enregistrements des courbes effort-temps dans le domaine de transition pour divers essais Figure 22 - Éprouvette pour l’essai d’arrêt de déchirure Robertson et son gradient de température Tableau 1
• 2.4 - Diagramme d’analyse des ruptures de Pellini
  Figure 23 - Aspect de la rupture d’éprouvette Robertson Figure 24 - Diagramme d’analyse de la rupture d’après Pellini

3 - Essais selon la mécanique de la rupture

• 3.1 - Notions de mécanique de la rupture en élasticité linéaire
  Figure 25 - Les trois modes de rupture Figure 26 - Variation de l’énergie de rupture G c en fonction de l’épaisseur de l’éprouvette B Tableau 2
• 3.2 - Détermination de K Ic
  Figure 27 - Éprouvette de flexion en trois points Figure 28 - Éprouvette compacte de traction Figure 29 - Mesure par ultrasons de la longueur d’une fissure Figure 30 - Mesure par courants de Foucault de la largeur d’une fissure Figure 31 - Mesure par jauges de fissuration de la longueur d’une fissure Figure 32 - Schéma de la méthode MU3F pour suivre les fissures de fatigue dans une éprouvette CT par diffraction des ultrasons Figure 33 - Schéma des pièces permettant de fixer un extensomètre à lames Figure 34 - Appareillage utilisé pour la mesure de K Ic avec une éprouvette compacte Figure 35 - Appareillage utilisé pour la mesure de K Ic avec une éprouvette de pliage Figure 36 - Principaux types de courbes charge-déplacement Figure 37 - Éprouvette DCB Figure 38 - Variation de K I au cours d’un essai dynamique et après arrêt Figure 39 - Éprouvette CCA destinée à mesurer la ténacité à l’arrêt (norme ASTM E 1221-88) Figure 40 - Éprouvette RDE (reduced dynamic effects ) Figure 41 - Géométrie et chargement des essais de compression en anneau (École des mines de Paris)
• 3.3 - Essais fondés sur la mécanique de la rupture en élastoplasticité
  Figure 42 - Courbe R et réseau des courbes G (a) pour différentes valeurs de la charge P appliquée Figure 43 - Éprouvette CLWL (crack line wedge loading ) Figure 44 - Courbe de calibrage : détermination de la longueur de la fissure en fonction du rapport des écartements de l’entaille Figure 45 - Définition de l’intégrale de Rice Figure 46 - Divers types d’enregistrement charge-ouverture de fissure (d’après norme BS 5762)

4 - Corrélations entre essais

• 4.1 - Corrélations entre températures de transition
  Figure 47 - Corrélation entre TK 35 et θ s Figure 48 - Corrélations entre l’inverse des températures absolues de transition des divers essais et TK 35 Tableau 3 Tableau 4
• 4.2 - Corrélations entre résilience et ténacité KIC

5 - Approche locale

• 5.1 - Principe de la méthode
• 5.2 - Rupture par clivage
  Figure 49 - Schéma d’une éprouvette pour déterminer le critère local de rupture
• 5.3 - Rupture à cupules
  Figure 50 - Méthode d’identification des critères locaux de clivage m et u (doc. IRSID)