Une méthode pour l'analyse du comportement d'exploitations minières de sel exploitées par la méthode des chambres et piliers

National audienceThe long-term behaviour of old abandoned salt mine openings is an important question from a safety assessment view point. A simple based-method is proposed to improve the accuracy of the classical method. The first part of this method deals with pillar stability. This is achieved by means of finite element computations. The validity of this method was checked successfully by comparing results of various finite element analyses with those of real cases.L'impact à long terme des cavités laissées par les mines, en particulier les mines de sel, conduit à s'interroger sur leur stabilité à long terme sous l'effet de la fissuration et du fluage du massif rocheux. A partir de modélisations numériques, une méthode d'évaluation de la stabilité à long terme est proposée. Une correction des approches classiques est apportée à l'aide d'abaques issus de la modélisation confrontée à la réalité

Mise au point d'un nouveau modèle de comportement élasto-viscoplastique. Application au dimensionnement à la fatigue d'un collecteur d'échappement de moteur Diesel en fonte

National audienceFatigue design of structures for high temperature service resorts to modelling based on elasto-viscoplasticity constitutive laws. The new model describes complex anisothermal cyclic loadings, accounting for viscosity on a large range of strain. The new constitutive law that has been developed for nodular cast iron, is intended for the design of automotive parts for high temperature service

Caractérisation et analyse de tubes composites carbone / époxyde = Characterization and Analysis of Carbon Fibre / Epoxy Composite Tubes

National audienceLes propriétés mécaniques d'un matériau composite de type résine époxyde renforcée par des fibres de carbone sont déterminées par des essais sur des éprouvettes tubulaires. Trois empilements - [±15°], [±45°], et [±75°] - sont utilisés pour caractériser le comportement dans la direction des fibres, dans la direction transverse, et en cisaillement. Des essais quasi-statiques et en fluage sont effectués. Les résultats sont comparés aux approches analytiques

Détermination d'une nouvelle loi de comportement élasto-viscoplastique pour une fonte à graphite sphéroidal. Application au dimensionnement à la fatigue oligocyclique d'un collecteur d'échappement de moteur diesel automobile

National audienceLe travail présenté ici porte sur le développement d'une nouvelle loi de comportement mécanique élastoviscoplastique. Cette dernière est développée dans le but de dimensionner à la fatigue thermomécanique des structures de l'industrie automobile travaillant à hautes températures en décrivant au mieux la viscosité sur une large gamme de sollicitation. Ce nouveau modèle a été implémenté dans le code Abaqus en se basant sur l'algorithme du retour radial. Des simulations thermomécaniques ont été ensuite réalisées sur des collecteurs d'échappement et ont permis de prédire la tenue dimensionnelle ainsi que les zones à risque du point de vue fissuration

Estimation de la durée de vie d'un collecteur en acier P91

National audienceLes aciers ferritiques-martensitiques P91sont réputés pour leur bonnes propriétés de tenue au fluage. Déjà largement présents dans les centrales thermiques classiques, ils sont candidats pour une utilisation dans les futurs réacteurs nucléaires de génération IV. L'intégrité des jonctions soudées est un sujet d'intérêt tant pour les ingénieurs que pour les chercheurs depuis de nombreuses années. Cet intérêt est d'autant plus prononcé, dans le cas des aciers P91, qu'il est connu que le soudage a des conséquences importantes sur leur tenue au fluage. La rupture apparaît dans la Zone Affectée Thermiquement (rupture de type IV dans la zone intercritique) délimitée d'un côté par le métal de base, de l'autre par le métal d'apport. Cette zone ductile présente des propriétés mécaniques affaiblies par rapport au métal de base. La différence de propriétés mécaniques induit des effets de confinement de la déformation de la ZAT de type IV, la soumettant à des chargements multiaxiaux complexes. L'objet du présent papier est double. D'une part on présente les grandes lignes d'un modèle d'approche locale de l'endommagement par fluage du joint soudé de l'acier P91 (9Cr-1Mo-NbV) à 625°C. Ce modèle, basé sur une approche multi-matériaux, met en jeu les propriétés différentes du métal de base, du métal d'apport ainsi que de la ZAT, et en exhibe les conséquences mécaniques sur le développement d'endommagement dans la zone intercritique. D'autre part, ce modèle est appliqué à la prédiction de la durée de vie en fluage d'un collecteur roulé-soudé en acier P91, fonctionnant à 580°C. La particularité de ce collecteur réside dans son défaut de soudage, qui génère un effet de toit, donc des concentrations de contrainte au niveau du joint soudé. L'effet de ces surcontraintes est traduit en termes de réduction de durée de vie estimée

Influence du procédé d'injection dans la simulation mécanique de thermoplastiques chargés en fibres de verre courtes

Titre du résumé joint : Modélisation du Comportement Cyclique d'un Thermoplastique Renforcé en Fibres de Verre CourtesNational audienceLes thermoplastiques renforcés en fibres de verre courtes présentent un comportement mécanique fortement non-linéaire lorsqu'ils sont soumis à des chargements cycliques, sous différentes conditions hygrothermiques. Une loi de comportement phénoménologique est proposée de façon à décrire différents mécanismes physiques, tells que la viscoplasticité, l'écrouissage ou l'adoucissement cyclique. La microstructure anisotrope, conséquence de la mise en forme par injection, est prise en compte dans le modèle par l'intermédiaire de tenseurs d'orientation

Modélisation Elasto-Viscoplastique du Comportement des Aciers

Dans cet article, une modélisation des différentes phases (ferrite, perlite etc.…) d’un acier multiphasé est proposée moyennant une loi phénoménologique à base physique. La description unifiée du comportement viscoplastique peut être décrite à partir de lois de type sinus hyperbolique. Dans cette optique, une loi en sinus hyperbolique est utilisée afin de décrire de façon physiquement acceptable l’ensemble des comportements asymptotiques du comportement viscoplastique. L’écrouissage de chacune des phases est de type combiné (isotrope et cinématique) incluant l’effet de vitesse de déformation propre au comportement visqueux. A partir d’un modèle de comportement monotone unidimensionnel d’inspiration métallurgique, nous développons une formulation tridimensionnelle incrémentale, en déterminant l’expression du potentiel dont découlent les lois de comportement correspondantes. La capacité du modèle ainsi obtenu à décrire le comportement élasto-viscoplastique d’une phase est testée au travers de simulations de tests rhéologiques décrivant différents chemins de déformation à différentes vitesses de déformation. Une discussion basée sur la comparaison de ces simulations avec des résultats expérimentaux sur un acier 100% ferritique est présentée.In this work, an elastic-viscoplastic behaviour modelling of multi-phase steels at large strain-rates is presented. For each phase (ferrrite, perlite etc…), an advanced physically based viscoplastic constitutive model is adopted. Viscoplastic behaviour can be described by hyperbolic sine function. A new physically based constitutive law suitable to capture all the main features of viscoplasticity is used. In this study, the model has been extended to three dimensional framework in view of numerical implementation in a finite element code. The ability of this modelling framework to describe the behaviour of steels at high strain-rates is explored by means of simulations of rheological tests at various strain-rates and involving different strain paths. The model is applied to a 100% polycrystalline ferritic steel. Numerical results in terms of strain rate sensitivity and Bauschinger effect are discussed and compared with experimental ones.ArcelorMittal & Région Lorrain

Modélisation des effets mécaniques des transformations de phases pour le calcul de structures

A set of constitutive equations are proposed to take into account the predominant mechanical effects due to solid state phase transformations in steels under multi-axial loading. The aim of this work is to formalize, for structural computations (heat treatment and welding), the main experimental and theoretical results available in the literature. The interna1 stresses generated by the transformation induced flow are represented by internal variables in the framework of the thermodynamics of the irreversible processes. We propose a mathematical formulation of the strain-hardening effects on the transformation induced plastic flow and of the transformation induced hardening on the "classical" plasticity. The constitutive equations have been implemented into the F.E. code ZeBuLoN and we briefly present a thermo-metallurgical and mechanical simulation with hardening couplings

Etude du comportement mécanique d'un liner de titane

National audienceIl s'agit dans ce travail d'étudier le comportement mécanique d'un liner constitué de titane T35, fourni sous la forme de feuillard de 300 μm d'épaisseur. Ce travail porte notamment sur la caractérisation du métal de base mais aussi sur celui des cordons de soudure.. Pour le matériau de base, les observations microstructurales ont révélé des grains équiaxes avec une texture classique de tôle laminée pour les matériaux hexagonaux. Les soudures montrent une microstructure moins régulière et une texture plus isotrope. D'un point de vue comportement mécanique, nous avons pu identifier au moyen d'essais de traction un comportement élastoviscoplastique anisotrope des tôles. Ces résultats expérimentaux ont permis l'identification de 3 modèles issus de la littérature, (Mises, Hill et Bron-Besson) donnant lieu à des comparaisons de simulation. Enfin une analyse tomographique réalisée à l'ESRF sur une éprouvette fissurée a révélée la présence de peu de cavités à proximité de la fissure

Etude expérimentale du comportement en fluage/recouvrement de composites C/TP et évaluation du modèle de Schapery

L'objectif de cette étude est d'appréhender expérimentalement le comportement en fluage/recouvrement de composites C/Thermoplastique (PPS) par des essais à différents niveaux de chargements et à une température supérieure à la Tg du C/PPS. Afin d'évaluer la capacité du modèle de Schapery à rendre compte du comportement en fluage-recouvrement de composites C/TP, le logiciel LAMKIT (EADS) a été exploité en première approche. Ce dernier dispose d'un module basé sur ce modèle, dont les paramètres sont identifiés à partir des essais expérimentaux