Identification expérimentale et simulation numérique de l'endommagement en dynamique rapide : application aux structures aéronautiques

Nistor, Ionel (2005) Identification expérimentale et simulation numérique de l'endommagement en dynamique rapide : application aux structures aéronautiques. (Experimental identification and numerical simulation of damage in fast dynamic : application to aeronautical structures.)

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Abstract

Ce travail concerne le développement de nouveaux outils numériques et expérimentaux afin de compléter et améliorer une plate-forme d'identification paramétrique pour les matériaux soumis à de grandes transformations thermomécaniques rapides. Sur le plan numérique un nouveau logiciel pour l'analyse numérique de la fissuration dynamique a été développé en C++ Orienté-Objet après l'implémentation de la méthode des éléments finis étendue (XFEM). La partie experimentale du travail est relative à la conception et la mise en oeuvre d'un nouvel essai d'impact, capable de caractériser le comportement des matériaux en endommagement et rupture dynamique. Afin de déterminer les valeurs des paramètres des lois et critères constitutifs en dynamique rapide, une nouvelle procedure d'identification paramétrique à été développée, basée sur une combinaison d'algorithmes de Monte-Carlo et de Levenberg-Marquardt. Le comportement d'un alliage d'aluminium a été caractérisé en déterminant les paramètres de la loi de visco-plasticité de Johnson-Cook et ceux du critère d'endommagement cohésif. ABSTRACT : This works concerns the development of new numerical and experimental tools in order to complete and improve a parametric identification procedure intended for materials under fast dynamic loads. On the numerical aspect, a new code for dynamic crack analysis was developed in C++ Object-Oriented language, implementing Extended Finite Element Method. The experimental part of this work relates to the design and experimentation of a new impact test able to characterize the dynamic fracture and damage behaviour of materials. In order to find the parameters values for constitutive laws and criteria, a new identification procedure was developed based on a combination of both Monte-Carlo and Levenberg-Marquardt algorithms. The behavior of an aluminium alloy was described determining numerical values for Johnson-Cook model and cohesive-damage criteria.

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