Endommagements et rupture de matériaux

Auteur(s) :

François, Dominique (1948-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Ouvrage traitant de l'endommagement des matériaux et notamment des désordres et des hétérogénéités, des matériaux poreux, des interactions de l'endommagement avec l'environnement, des besoins industriels, des prévisions des évolutions des endommagements, de la maintenance conditionnelle et de la guérison des endommagements.

Éditeur(s)
- EDP sciences
Date
- 2004
Notes
- Bibliogr. p. 225-226. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- XVIII-232 p. : ill., couv. ill. ; 24 cm
Collections
- Matériaux
Sujet(s)
ISBN
- 2-86883-714-X
Indice
- 620.2 Sciences des matériaux
Quatrième de couverture
- Avant qu'ils ne se rompent, les matériaux sont le siège d'endommagements, qui sont la source de pertes considérables. Mieux maîtriser ces endommagements, définis comme l'apparition de nouvelles surfaces, constitue pour tous les chercheurs et industriels concernés un objectif essentiel.
  Endommagements et rupture de matériaux aborde les principaux mécanismes d'endommagement : les clivages et les cavitations, ainsi que ceux provoqués par la fatigue, la corrosion sous contrainte et le fluage. Décrivant les processus d'endommagement en combinant les aspects physiques, chimiques et mécaniques, ce livre s'intéresse aux divers types de matériaux, mais avant tout aux métaux.
  Ces processus d'endommagements sont abordés sous un éclairage inaccoutumé, qui favorise des rapprochements fructueux : l'ordre et le désordre, la porosité, l'environnement, la réponse à la demande industrielle, la prévision, la maintenance, la guérison.
  L'ouvrage évite les développements mathématiques - proposés en annexe -, et complète le traitement de ce sujet en constante évolution par une approche épistémologique de l'étude des endommagements. Un index termine le texte et structure toutes les recherches.
  Endommagements et rupture de matériaux s'adresse principalement aux étudiants, professeurs et ingénieurs intéressés par la mécanique des matériaux, leurs endommagements et les façons de se prémunir contre ces dégradations.
Tables des matières
- - Endommagements et rupture de matériaux
  - Dominique François
  - EDP Sciences
  - Avant-propos IX
  - Notations XIII
  - 1 Les endommagements des matériaux
  - 1. Les matériaux, matière ouvrée 1
  - 2. Endommagement : création de nouvelles surfaces 2
  - 3. Clivages et glissements 4
  - 3.1. Plans de clivage et plans de glissement 4
  - 3.2. Fragilité ou ductilité ? 9
  - 4. Endommagement par clivage 12
  - 5. Endommagement ductile par cavitation 13
  - 6. Endommagement par fatigue 20
  - 6.1. Fatigue des monocristaux 20
  - 6.2. Fatigue des polycristaux 22
  - 6.3. Fatigue thermique 26
  - 6.4. Fatigue de roulement 26
  - 7. Endommagement de corrosion sous contrainte 30
  - 8. Endommagement de fluage 31
  - 9. Combinaisons d'endommagements 32
  - 10. Conclusion 34
  - A.1. Annexe : Modèle de Rice et Thomson 35
  - 2 Les endommagements, le désordre et les hétérogénéités
  - 1. Ordre parfait, désordre parfait, ordres et désordres locaux 37
  - 2. Contrainte théorique de rupture 37
  - 3. Glissement localisé et dislocations 40
  - 3.1. Mécanisme de Zener 40
  - 3.2. Les cellules de dislocations en fatigue 41
  - 4. Le désordre des lacunes 43
  - 5. Les inclusions 43
  - 5.1. Les inclusions sources de clivages ou de cavités 43
  - 5.2. Naissance de fissures sur les inclusions 45
  - 6. Grains et joints de grains 49
  - 6.1. Rôle de la taille de grain dans l'endommagement par clivage 49
  - 6.2. Quelques éléments de mécanique de la rupture 49
  - 6.3. Propagation d'un embryon de fissure de clivage 51
  - 6.4. Blocage des clivages sur les joints de grains 51
  - 6.5. Cas des martensites et des bainites 52
  - 6.6. Loi de Weibull 53
  - 6.7. Rôle des grains dans la propagation des fissures de fatigue 54
  - 7. Croissance et coalescence des cavités 56
  - 8. Les fibres 56
  - 8.1. Fibres plus fragiles que la matrice 57
  - 8.2. Matrice plus fragile que les fibres 57
  - 9. Conclusion 59
  - A. Annexes 60
  - A.1. Contrainte théorique de rupture 60
  - A.2. Loi de Weibull 60
  - A.3. Développements supplémentaires sur la mécanique des inclusions 62
  - A.4. Modèles de croissance de cavités 66
  - A.5. Composites à fibres 68
  - 3 Endommagement et matériaux poreux
  - 1. Notions de mécanique de l'endommagement 71
  - 1.1. Traitement élémentaire 71
  - 1.2. Relation entre les processus microscopiques d'endommagement et la mécanique de l'endommagement 74
  - 1.3. Malheureusement des incompatibilités ! 77
  - 1.4. Mécanique de l'endommagement dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles 78
  - 2. Mécanique des matériaux plastiques poreux 79
  - 3. Conclusion 84
  - A. Annexes 85
  - A.1. Module d'élasticité d'un matériau élastique linéaire isotrope contenant une fissure en forme de piécette 85
  - A.2. Taux de croissance des cavités 85
  - 4 Environnement et endommagement
  - 1. La fragilisation par l'hydrogène 87
  - 1.1. Pénétration de l'hydrogène dans les métaux 88
  - 1.2. Diffusion de l'hydrogène 93
  - 1.3. Mécanismes de fragilisation par l'hydrogène 94
  - 1.4. Influence de divers paramètres sur la fragilisation par l'hydrogène 99
  - 1.5. Aspects fractographiques 100
  - 2. La corrosion sous contrainte 102
  - 2.1. Phénoménologie 102
  - 2.2. Amorçage des fissures de corrosion sous contrainte 105
  - 2.3. Propagation des fissures en corrosion sous contrainte 106
  - 3. Fatigue-corrosion 111
  - 4. Conclusion 112
  - A. Annexe : Propagation d'une fissure par accumulation de gaz en fragilisation par l'hydrogène 113
  - 5 Endommagement et besoins industriels
  - 1. Développement des recherches sur la fatigue 115
  - 2. Développements de la maîtrise de la rupture fragile 117
  - 2.1. L'essai Charpy 117
  - 2.2. Les avions et Griffith 118
  - 2.3. L'Atlantique Nord et la température de transition fragile-ductile 119
  - 2.4. La conquête de l'espace et la maîtrise du nucléaire et la mécanique de la rupture 130
  - 2.5. L'électro-nucléaire, le gaz et le pétrole et la mécanique de la rupture en élasto-plasticité 132
  - 3. Conclusion 136
  - A. Annexes 137
  - A.1. Calcul des champs de contraintes et de déformations dans la section d'une éprouvette cylindrique entaillée, d'après Bridgman 137
  - A.2. Influence de la vitesse de déformation sur l'énergie de clivage 138
  - 6 Prévoir les évolutions des endommagements
  - 1. Les stades et conditions d'endommagement 141
  - 2. La fatigue 143
  - 2.1. Approche globale 143
  - 2.2. Propagation des fissures longues en fatigue 148
  - 2.3. Comportement des fissures courtes 152
  - 2.4. Prévision de l'amorçage des fissures de fatigue 153
  - 3. La corrosion sous contrainte et la fatigue-corrosion 155
  - 3.1. Prévoir l'absence de corrosion sous contrainte ou de fatigue-corrosion 155
  - 3.2. Propagation des fissures de corrosion sous contrainte et de fatigue-corrosion 156
  - 4. L'endommagement par fluage 156
  - 4.1. Les facteurs de prévision 156
  - 4.2. Naissance des cavités 158
  - 4.3. Croissance des cavités 160
  - 4.4. Vitesse de propagation des fissures en fluage 165
  - 5. Interactions fatigue-fluage 166
  - 6. Conclusion 168
  - A. Annexes 168
  - A.1. Prévision de la durée d'amorçage d'une fissure de fatigue au voisinage d'un trou 168
  - A.2. Naissance des cavités de fluage 169
  - 7 Endommagements et maintenance
  - 1. Équilibre entre coût de maintenance et coût des défaillances 171
  - 2. Contrôles non destructifs 173
  - 2.1. Ce qu'il importe de contrôler 173
  - 2.2. Examens visuels 174
  - 2.3. Ressuage 174
  - 2.4. Magnétoscopie 175
  - 2.5. Radiographie et gammagraphie 175
  - 2.6. Ultrasons 176
  - 2.7. Courants de Foucault 178
  - 2.8. Émission acoustique 179
  - 3. Un exemple de maintenance, celle des ouvrages d'art 180
  - 3.1. Un traitement déterministe 180
  - 3.2. Traitement fiabiliste 181
  - 8 Guérison des endommagements
  - 1. La ménagère et le bricoleur recousent et collent 189
  - 2. Guérison des tissus vivants 189
  - 3. Des matériaux autocicatrisants ? 190
  - 3.1. Le cas du verre 190
  - 3.2. Cicatrisation des polymères 191
  - 3.3. Autocicatrisation de composites céramiques 193
  - 3.4. Autocicatrisation des bétons 194
  - 9 Conclusion
  - 1. Conditions pour pouvoir parler d'une science des endommagements ? 197
  - 2. Lois universelles 198
  - 3. L'expérience est imprégnée de théorie 200
  - 4. Méthode scientifique 200
  - 5. But de la science des endommagements 203
  - A Annexe. Éléments de mécanique de la rupture en élasticité linéaire
  - A.1. Facteur d'intensité de contrainte 205
  - A.1.1. Champs de déplacement, de déformation et de contrainte à l'extrémité d'une fissure 205
  - A.1.2. Calcul des facteurs d'intensité de contrainte 208
  - A.2. Taux de libération d'énergie 211
  - A.2.1. Détermination du taux de libération d'énergie G 211
  - A.2.2. Relation entre le taux de libération d'énergie G et le facteur d'intensité de contrainte K 213
  - A.2.3. Détermination de l'écartement des lèvres de la fissure 214
  - A.3. Intégrale de Rice-Cherepanov J 215
  - A.3.1. Définition de J 215
  - A.3.2. Détermination expérimentale de J 216
  - A.4. Zones plastifiées confinées en tête de fissure 216
  - A.4.1. Zone plastifiée en contrainte plane 216
  - A.4.2. Zone plastifiée en déformation plane 221
  - Quelques livres recommandés et utiles 225
  - Index 227
Origine de la notice:
- BNF