1. Problème de référence#

1.1. Géométrie#

On considère un barreau tridimensionnel ayant pour dimensions:

  • hauteur: \(\mathit{LZ}\) = 4 mm,

  • coté: \(\mathit{LX}\) = \(\mathit{LY}\) = 1 mm.

Ce barreau comporte une fissure plane, semi-elliptique. La fissure est située dans le plan \(\mathit{Oxy}\) . Les caractéristiques de la fissures sont les suivantes:

  • demi-grand axe: \(a\) = 119 µm

  • demi-petit axe: \(b\) = 100 µm.

_images/Cadre11.gif _images/Cadre11-1.gif _images/Cadre11-2.gif _images/Cadre11-3.gif

● A

● B

● C Figure 1.1-1: Géométrie de la fissure initiale

1.2. Propriétés de matériaux#

Le matériau est élastique isotrope dont les propriétés sont:

\(E=200000\mathit{MPa}\)

\(\nu =0,3\)

1.3. Conditions aux limites et chargements#

1.3.1. Chargement cyclique pour étude de fatigue#

La structure est soumise à un chargement de fatigue sous amplitude constante: traction \({\sigma}_{max}=220\mathit{MPa}\) et un ratio \(R=0,1\) . La température est la température ambiante. La fréquence de chargement est de \(40\mathit{Hz}\) . Un chargement de 4000 cycles est appliqué.

L’effort de traction est appliqué sur les faces supérieure et inférieure.

Le blocage des modes rigides est effectué de la manière suivante:

  • le point \(A\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Oy}\) et \(\mathit{Oz}\) ,

  • le point \(B\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Oy}\) et \(\mathit{Oz}\) ,

  • le point \(C\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Ox}\) et \(\mathit{Oz}\) .

1.3.2. Modélisation avec zones cohésives : chargement monotone#

Pour cette modélisation, le chargement est monotone au lieu d’être cyclique: la structure est soumise à une traction \({\sigma}_{max}=220\mathit{MPa}\) . L’effort de traction est appliqué sur les faces supérieure et inférieure.

Le blocage des modes rigides est effectué de la manière suivante:

  • le point \(A\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Oy}\) et \(\mathit{Oz}\) ,

  • le point \(B\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Oy}\) et \(\mathit{Oz}\) ,

  • le point \(C\) est bloqué dans les directions \(\mathit{Ox}\) et \(\mathit{Oz}\) .