Modélisation numérique de la rupture ductile par une approche couplant X-FEM et zone cohésive
Résumé
On s’intéresse ici à la prédiction numérique dans des codes de calculs par éléments finis industriels de la réponse de structures constituées de matériaux ductiles à des surcharges pouvant conduire à la rupture. L'enjeu consiste alors à reproduire dans une méthodologie unifiée les étapes successives d'endommagement diffus par micro-cavitation, de localisation de la déformation/endommagement, puis de macro-fissuration. Le modèle de plasticité micro poreuse de Gurson est utilisé pour reproduire le comportement du matériau en présence d’endommagement ductile dans le cadre de la méthode des éléments finis standard (FEM) et les conséquences cinématiques de la propagation de la macro-fissure à travers le maillage sont décrites dans le cadre de la méthode des éléments finis étendus (X-FEM), voir Crété et al. (2014). Pour décrire la phase critique de transition continu/dicontinu, i.e. la localisation de la déformation dans une bande étroite, un modèle de ‘discontinuité forte cohésive’ et la X-FEM sont combinés, voir Wolf et al. (2017). Des critères de transition entre endommagement (plus ou moins) diffus et localisation puis entre localisation et macro-fissuration sont proposés. La faisabilité de la méthodologie est montrée par la résolution de problèmes au moyen du code de calculs par éléments finis industriel Abaqus. J.-P. Crété, P. Longère and J.-M. Cadou, 2014, Numerical modelling of crack propagation in ductile materials combining the GTN model and X-FEM, Comp. Meth. Appl. Mech. Eng. 275, 204-233. J. Wolf, P. Longère, J.-M. Cadou and J.-P. Crété, 2017, Numerical modeling of strain localization in engineering ductile materials combining cohesive models and X-FEM, Int. J. Mech. Mat. Design. In press.