v2.5.0 (3618)

Cours scientifiques - MS207 : Mécanique de la Rupture (matériaux et structures)

Domaine > Science des matériaux, mécanique, génie mécanique.

Descriptif

Un défaut (rayure, cavité ou fissure), dans un matériau peut se révèler très néfaste et provoquer la rupture brutale d'une structure. Cette rupture peut être fatale par exemple dans les domaines des transports ou de production d'énergie nucléaire, mais aussi lors de séismes. L'objet du cours est de fournir les bases physiques, mathématiques et numériques permettant d'estimer la nocivité d'un tel défaut.

Pour cela, nous introduirons
(i) la notion de concentration de contraintes autour de défauts géométriques,
(ii) les lois régissant la propagation d'une fissure (à quelle vitesse se propage une fissure sous chargement cyclique? quel est le seuil à ne pas dépasser pour éviter une rupture brutale?)
(iii) les outils mathématiques et numériques permettant d'y répondre de manière chiffrée.

A l'issue de ce cours, les étudiant auront acquis les outils de base permettant de dimensionner une structure, d'établir les politiques d'inspection et de maintenance des pièces en service, afin d'éviter tout accident mécanique.

L'élasticité linéaire (MS102) est le prérequis principal du cours. L'évaluation du cours se fera sous forme d'un projet réalisé à l'aide de la méthode des éléments finis. La notation se fera lors d'une soutenance orale.

 

 

Objectifs pédagogiques

À la fin de ce cours, l'élève saura :
- estimer la nocivité d'un défaut
- établir les critères de propagation de fissures dans les structures
- déterminer les tailles critiques de fissures
- déterminer les vitesses de propagation de fissure
- connaitre les méthodes numériques pour la propagation des fissures
- estimer la durée de vie à la rupture

21 heures en présentiel (7 blocs ou créneaux)
réparties en:
  • Cours magistral : 6
  • Petite classe : 6
  • Travaux dirigés en salle info : 6
  • Oral : 3

effectifs minimal / maximal:

/30

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vous devez avoir validé l'équation suivante : UE MS203

MS102

 

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vos modalités d'acquisition :

Projet et soutenance de projet

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

CM 1:
Concentration et singularités de contraintes
CM 2:
Propagation de fissure en fatigue
CM 3:
Approche énergétique de la mécanique de la rupture
CM 4:
Méthodes numériques pour la propagation des fissures
CM 5:
Conference de M. Xavier Lorang

CM6: Trajet de propagation de fissures

 

PC1 et 2: Approche locale, calcul de FIC, estimation de durée de vie

PC3: approche énergétique et propagation par fatigue

PC4: TP d'introduction à Cast3M

PC5 et PC6: projet comparaison Cast3M/expériences

PC7: soutenance projet

Mots clés

concentration et singularité de contrainte, fissure, facteur d'intensité de contrainte, ténacité, taux de restitution d'énergie, énergie de rupture, lois de propagation de fissure, loi de Paris
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