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Thèses
Soutenance de la thèse de
Pierre Mahelle
Caractérisation expérimentale et numérique
du comportement d’assemblages soudés
soumis a des sollicitations quasi-statiques et dynamiques
- Date de la soutenance :
Vendredi 7 décembre 2007 – 10h00
- Lieu :
Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis
- Laboratoire d'accueil à l'Onera : DMSE
- Résumé
Les observations faites sur des structures métalliques soumises au crash ou à l’impact mettent en évidence deux catégories de rupture pouvant se développer conjointement : la rupture initiée en pleine tôle, et la rupture localisée au niveau des zones d’assemblage. Selon les domaines de transport et les matériaux utilisés pour la conception des véhicules, les structures peuvent être assemblées soit par rivetage, soit par points ou cordons de soudure.
Il est donc important de pouvoir prédire le comportement de ces liaisons soit pour éviter qu’elles ne rompent et entraînent une désarticulation structurale complète et particulièrement brutale, soit pour faire en sorte qu’elles rompent de manière déterministe afin d’optimiser la cinématique de déformation.
Les objectifs des travaux menés sont de mesurer la réponse d’un assemblage soudé par point lorsqu’il est sollicité en quasi-statique et en dynamique, de déterminer quelle est l’influence de la vitesse de sollicitation sur son comportement, de comprendre comment et où la rupture s’initie et comment les fissures se propagent dans cet assemblage et donc à terme d’accroître la représentativité des modèles de liaison et critères de rupture utilisés pour modéliser ce joint soudé.
Un nouveau type d’essai a permis de caractériser la liaison soudée pour des sollicitations de traction, cisaillement et des modes mixtes de traction/cisaillement. Les assemblages sont testés en quasi-statique et en dynamique pour des vitesses comprises entre 5 mm/min et 1m/s sur un vérin hydraulique rapide.
Un montage permettant de solliciter le point soudé en traction pure aux barres de Hopkinson a été développé. Ce montage utilise les barres de Hopkinson dans leur configuration de traction indirecte et permet de solliciter l’assemblage soudé pour des vitesses de traction de l’ordre de 13 m/s. Une analyse des faciès, des modes de rupture et des observables globales est réalisée.
Pour compléter l’approché expérimentale et avoir accès à des observables locales, un modèle numérique E.F. volumique de l’assemblage à l’échelle mésoscopique est réalisé. Les propriétés élasto-visco-plastiques de quatre zones remarquables de la Z.A.T. sont identifiées sur des éprouvettes affectées thermiquement. Ce modèle permet d’appréhender les mécanismes locaux de déformation de la soudure sous diverses sollicitations mécaniques.
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