The sheet metal forming by shearing is one of the most used processes in industries. The reliability of the obtained parts depends on geometrical parameters (shape of the tools, punch radius, clearances, velocity...) and materials properties (metal behavior, friction...). In this paper, two experimental parameters are investigated: the punch – die clearance and the punch velocity. A 0.65 mm thickness sheet of a non-oriented full-process Fe-(wt.3%)Si is used. The analyses are done through the load-stroke curve and the height repartition of different defects on the part edge. A numerical approach is proposed to simulate the shearing process and to handle the ductile fracture (which is performed using Abaqus/Explicit software). This work is based on a non-iterative explicit algorithm combined with a mesh adaptivity method (Arbitrary Lagrangian Eulerian formulation). The Gurson–Tvergaard–Needleman model is then used to describe the cut edge profile occurring during the process.

The economic challenge for PSA regarding the maintenance of their mould foundry park is to predict and improve its lifespan in preventing any risk of initiation and propagation of cracks in thermal fatigue. A method for assessing the number of cycles of casting tooling thermal fatigue used by PSA was developed using the criterion of Fatemi-Socie [A. Fatemi, D. Socie, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. 11 (1988) 149-165, D.F. Socie, multiaxial fatigue damage models, ASME 109 (1987) 293-298], associated with a shear failure mode, which predicts the thermal fatigue damage by assessing stress and strain tensors on different facets around any material point.

As 3D scanners and numerical simulation are now mature, we have made a benchmark by comparing simulation results with real forged parts. We did consider the complete forging process of a cylindrical part using hammer from the billet to the final part. This process has been simulated using a thermo-elasto-viscoplastic constitutive equation including the ductile damage with the implemented with the help of VUMAT subroutine provided by ABAQUS software. Before and after each step, the forged part is scanned and compared with the result of the FEM simulation in order to tune some of the process numerical simulation parameters.

Dans les matériaux fragiles, la mécanique linéaire élastique de la rupture (MLER) prédit une énergie de fracture constante et une vitesse de fissuration limitée par la vitesse de Rayleigh (CR). Or un grand nombre d’expériences contredisent ces prédictions. Pour comprendre ce désaccord, nous avons développé un dispositif de rupture dynamique dans un matériau fragile modèle – le PMMA. Nous montrons l’existence d’une divergence de l’énergie de fracture à 0,2 CR due à une transition fragile/quasi-fragile. Nous suggérons qu’un modèle géométrique pourra aider à mieux comprendre la dynamique de propagation et d’endommagement.

Dans cette étude, on présente une contribution à la modélisation expérimentale et numérique du comportement élastoplastique endommageable anisotrope de tôles destinées à la mise en forme. L’accent est mis sur la localisation des instabilités plastiques induites par l’anisotropie plastique et l’endommagement. La procédure d’identification des paramètres matériau du modèle de comportement est basée sur une approche inverse d’optimisation s’appuyant sur des essais de traction orientés, associée à des simulations numériques (Abaqus/Standard et Matlab). La validation de la procédure proposée a pu être menée grâce à une confrontation entre simulations numériques et résultats expérimentaux obtenus sur des éprouvettes caractéristiques des tôles minces texturées en acier doux. L’application est ensuite faite à la simulation de procédés de gonflement hydraulique de ces tôles avec prévision de l’endommagement ductile. Plusieurs cas en expansion libre (matrices circulaires et elliptiques) et en expansion dans des cavités de matrice seront présentés et des comparaisons avec les résultats expérimentaux seront réalisées.

Une approche multiéchelle de la fatigue multiaxiale en endurance illimitée est proposée. Elle vise à rendre compte des mécanismes couplés de plasticité et d'endommagement qui surviennent le long des Bandes de Glissement Persistantes (BGP). L'endommagement, qui est couplé avec la plasticité, est modélisé comme la conséquence de la croissance de microcavités le long des BGP. Le critère de fatigue macroscopique proposé correspond à une condition de nucléation d'une fissure à l'interface BGP/matrice, et est obtenu pour le schéma d'homogénéisation de Kröner. On montre le rôle de la contrainte moyenne et de la pression hydrostatique en fatigue à grand nombre de cycles. Cette dépendance est ici liée à la prise en compte des micromécanismes d'endommagement. Enfin, on présente quelques illustrations dans le cas particulier des trajets de chargement affines. Des comparaisons du critère obtenu avec des résultats expérimentaux montrent la pertinence de l'approche.

L'objectif de cette étude est de comprendre et de modéliser le comportement mécanique de divers types de composites (fibres courtes, fibres longues...) par le couplage d'un modèle micro-mécanique et d'un modèle d'endommagement. Le modèle micromécanique permet de déterminer les caractéristiques élastiques du matériau à partir des caractéristiques thermo-mécaniques de la fibre et de la matrice par une technique d'homogénéisation micromécanique. Le modèle d'endommagement, par l'utilisation du couplage plasticité à écrouissage isotrope et/ou cinématique non-linéaire avec l'endommagement, permet la prise en compte de l'évolution des déformations résiduelles et de l'augmentation de la pseudo-limite élastique au cours du chargement

Ce travail présente des analyses fractographiques de fissures de fatigue dans le caoutchouc naturel chargé aux noirs de carbone. Afin d'identifier les mécanismes de propagation de fissure, il est nécessaire de connaître l'état de la microstructure autour du fond de fissure. Nous avons donc mis au point une technique permettant de micro-découper le fond de fissure lors d'observations au microscope électronique à balayage (MEB). Cette technique utilise simultanément l'énergie mécanique apportée par l'étirement statique de l'éprouvette dans le MEB et l'énergie fournie par la concentration du faisceau électronique du MEB sur la zone d'observation. Les résultats de ces observations montrent que l'endommagement par fatigue au fond de fissure est dû à la cavitation engendrée par la décohésion entre la matrice polymère et les oxydes.

Les matériaux sandwichs résultent généralement de l'association de deux semelles ou peaux de faible épaisseur, constituées de matériaux à haute résistance et haut module et d'une âme beaucoup plus épaisse et de faible densité. Ils ont pour avantages: une grande rigidité, une résistance à la rupture élevée associées à un faible poids par unité de surface. Malgré une activité de recherche et de développement sur ces matériaux, le comportement au cours de l'endommagement reste peu connu. L'objectif de cette étude est l'analyse du comportement en flexion 3-points de différents sandwichs au cours de la fatigue. Ils sont constitués de fibres de verre et de résine époxyde pour les peaux et de mousse PVC de différentes densités pour l'âme. Les essais de fatigue sont menés en contrôle déplacement. La réduction de la rigidité ou cours du cyclage est utilisée pour caractériser l'état d'endommagement des sandwichs. L'observation des faciès de rupture ont permis de relever les différents modes d'endommagement entraînant la rupture de l'éprouvette. Enfin, les durées de vie sont caractérisées par les courbes de Wöhler en utilisant le critère N10, correspondant à une réduction de la rigidité de 10 % par rapport à sa valeur initiale.

Nous présentons dans cet article une étude expérimentale de l'influence de la qualité de l'interface fibre/matrice sur le comportement en traction et en fluage jusqu'à rupture d'un polypropylène renforcé de 40 % en masse de fibres de verre courtes (soit 18,85 % de fraction volumique de fibres). Les essais de traction avec des taux de fibre de 20 et 30 % en masse montrent l'existence d'un plateau pour le matériau avec fibres non-traitées (absence d'ensimage) qui disparaît pour le taux de 40 % en masse. Également, ces essais de traction montrent, pour chaque type d'interface, l'existence de trois zones de comportement pour chaque matériau. La mesure de l'émission acoustique permet de quantifier les différents mécanismes d'endommagement et montre qu'il y a plus d'événements acoustiques pour le matériau avec fibres traitées. Des essais de fluage jusqu'à rupture sont entrepris avec la mesure de l'émission acoustique pour un taux de fibre de 40 % et montrent également plus d'événements acoustiques pour le matériau avec fibres traitées. Finalement on observe, à partir des résultats de l'émission acoustique, l'influence de la nature de la sollicitation sur les mécanismes d'endommagement et on constate qu'il y a plus d'événement lors des essais de fluage jusqu'à rupture.

Ce travail est consacré à la présentation d'une nouvelle méthodologie de prévision de l'usinage par enlèvement de copeau. Cette méthodologie est basée sur le couplage fort entre le comportement thermo-mécanique et l'endommagement ductile. Elle utilise également une adaptation de la taille des éléments en fonction de critères physiques (endommagement, plasticité, ...) et géométriques (courbures locales, ...). Cette approche est étudiée et comparée à l'approche classique basée sur le simple écoulement visco-plastique.

The quest for high particle energies of modern super conducting lepton and hadron storage rings assumes a strong minimisation of the non-magnetic interconnection zones when compared to the total magnetic length of the main quadrupoles and the dipoles. The ratio of non-magnetic to magnetic zones in the LHC is close to 3%. Such a low percentage leads to a very compact design of systems and sub-systems situated in the interconnections, like the mechanical compensation system, composed of the bellows expansion joints, that have to compensate for the thermal contraction of the magnets. Given the complexity of the LHC interconnections, the requirements concerning their reliability were considerably increased since the availability of the collider for physics cannot be compromised. The failure modes taken into account in the present analysis are grouped into 3 categories: material failures, structural stability failures and fatigue failures. Optimisation of stainless steel for cryogenic applications has been carried out. Also, a concept of reliability oriented parametric optimisation of the LHC interconnections is presented.