Study of thermomechanical coupling in dynamic crack propagation problems.
Etude du couplage thermomécanique dans la propagation dynamique de fissure.
Résumé
The objective of this work is to investigate the thermomechanical coupling in dynamic fracture mechanisms among others in the constitutive law. The problem of crack propagation is studied within the framework of classical thermodynamics. The consequences of the first and second principles are derived, in particular it is shown that the crack-tip behaves like a moving heat source. The singularities, then, the regularities of temperature are discussed. In elastodynamics, the asymptotic expansion of the coupled solution is given in linear elasticity and linear conductio! n. In dynamic plasticity, the mechanical and thermal response ! is simul ated by numerical analysis for instantaneous state motion and mode I loading. The fixed problem of crack is discussed under the assumption of adiabaticity. For a unidimensional restriction, the equations mechanics and thermics are uncoupled in all the structure with in crack-tip a simplified thermomechanical coupling. The obtained resultats are compared to experimental observations by flexion 3 points tests thermals instrumented.
L'objectif de ce travail est d'étudier le couplage thermomécanique dans les mécanismes de rupture dynamique notamment dans la loi de comportement. Le problème de propagation de fissure est étudié dans le cadre de la thermodynamique classique. Les conséquences du premier et second principe sont déduites, en particulier, il est montré que la pointe de fissure se comporte comme une source mobile. Les singularités puis les régularités de température sont discutées. En élastodynamique, l'expression asymptotique de la solution couplée est donnée en élasticité et conduction linéaire. En plasticité dynamique, la réponse mécanique et thermique est simulée pour le mouvement d'état d'équilibre instantané et le mode I de chargement. Le problème de fissure fixe est discuté sous l'hypot! hèse d'adiabaticité. Pour une restriction unidimensionnelle, les équations mécanique et thermique sont découplées dans toute la structure avec en pointe de fissure un couplage thermomécanique simplifié. Les résultats obtenus sont comparés aux observations expérimentales par des essais de flexion 3 points instrumentés thermiques.