EVALUATION NUMERIQUE DU FACTEUR D’INTENSITE DES CONTRAINTES EN MODE I POUR DES MATERIAUX A GRADIENT DE PROPRIETES MECANIQUES

Abstract

Le but de cette étude fut d’analyser le comportement de fissures des matériaux à gradient de propriétés mécaniques, caractérisé par son facteur d’intensité de contrainte, qui permet de décrire l'état de contraintes à la pointe de fissure. L’évaluation numérique de ce facteur se fait grâce à la méthode des éléments finis par l’utilisation du code numérique Ansys. Le comportement mécanique des matériaux FGM a été décrit selon la fraction volumique du matériau constitutif, en se basant sur la loi de puissance. Une modélisation bidimensionnelle a été effectuée sur une plaque contenant une fissure transversale et composée de trois matériaux, munie par un maillage fin autour de la fissure grâce à des éléments spécifiques. Une étude paramétrique a été menée dans le but de quantifier l’influence des différents paramètres physiques et géométriques sur le facteur d’intensité des contraintes tels que, la taille de la fissure, l’indice matériel et le rapport de module de Young entre deux matériaux. Les résultats obtenus montrent clairement que la distribution des propriétés de matériau est importante et doit être prise en compte dans la conception des structures en FGM. Une configuration appropriée est capable de prolonger la durée de vie résiduelle de la structure fissurée et assurer un fonctionnement sûr des structures