Découplage des modes de rupture dans un matériau viscoélastique orthotrope : application au matériau bois - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2007

Découplage des modes de rupture dans un matériau viscoélastique orthotrope : application au matériau bois

Rostand Moutou Pitti
Christophe Petit
  • Fonction : Auteur

Résumé

This paper presents the development of an invariant integral allowing the uncoupling of fracture modes in an orthotropic and viscoelastic media. It's based on the M-integral, initially developed by Chen for isotropic materials. The uncoupling method employs virtual mechanic fields induced by the singular analytic forms proposed by Sih which enables the isolation of fracture modes by calculating energy release rates for open and shear modes (this work is limited for plane configurations). The viscoelastic generalization uses a thermodynamic approach developed by Dubois and Petit by defining a energy release rate only taking into account a perfect uncoupling of free and viscous energies. This work is implemented in a finite element software and necessitates it integration with a viscoelastic incremental formulation. This work allows the study of the crack growth initiation and the crack propagation by taking into account crack lip pressure induced, for example, by thermical or hydric stress field during a dried or swelling process.
Ce travail présente le développement d'une intégrale invariante permettant le découplage des modes de rupture dans un milieu viscoélastique et orthotrope. Il repose sur la base de l'intégrale M développée initialement par Chen pour des matériaux élastiques isotropes. Le découplage de mode est basé sur l'emploi de champs mécaniques virtuels empruntés aux développements analytiques des champs singuliers proposés par Shi qui permettent d'isoler les différents modes de rupture ne calculant que la part de taux de restitution d'énergie en mode d'ouverture et de cisaillement (le travail est limité, pour des raisons applicatives, à des problèmes plans). La généralisation à un milieu viscoélastique utilise les fondements thermodynamiques développés par Dubois et Petit qui ont permis de définir un taux de restitution d'énergie en prenant en compte un découplage total de l'énergie libre restituable et l'énergie dissipée due à la viscosité du matériau. Le calcul, intégré dans un code aux éléments finis, nécessite son couplage à une formulation incrémentale du comportement viscoélastique. Le travail proposé permet finalement d'étudier les phases d'amorçage et de propagation de fissure en prenant en compte la présence éventuelle d'une pression sur les lèvres de la fissure causée, par exemple, par un champ de contraintes thermiques ou hydriques induit par des phases de séchage et/ou d'humidification du bois.
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Dates et versions

hal-01616913 , version 1 (15-10-2017)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01616913 , version 1

Citer

Rostand Moutou Pitti, Frédéric Dubois, Nicolas Sauvat, Christophe Petit. Découplage des modes de rupture dans un matériau viscoélastique orthotrope : application au matériau bois. XXIViemes Rencontres Universitaires de Génie Civil 2006, Oct 2007, La Rochelle, France. ⟨hal-01616913⟩
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