Etude numérique de la fissuration d'un milieu viscoélastique - Pastel

6.2 Algorithme de la propagation de fissure
6.2. Algorithme de la propagation de fissure
Cette section s’emploie à présenter la méthode numérique de modéliser la propagation de fissure
à l’aide du code d’éléments finis Abaqus. On choisit ensuite une cinématique d’ouverture de fissure
relative aux observations expérimentales de l’essai Rulob. Ce modèle de fissuration sera finalement
intégré et validé pour un cas simple d’un barreau viscoélastique fissuré.
6.2.1 Algorithme d’ouverture de la fissure dans ABAQUS
La capacité de calcul en mécanique de rupture dans le code ABAQUS permet d’analyser la propagation
des fissures quasi-statiques qui s’accroît suivant un chemin prédéfini dans un problème plan.
Pour ce faire, on utilise la méthode maître-esclave pour simuler l’ouverture de la fissure le long des
surfaces définies :
– Les modèles quasi-statiques de propagation de fissure sont en 2D (plan ou axisymétrique) ;
– Il faut définir deux surfaces initialement collées entre lesquelles la fissure se propage ;
– On doit également préciser le critère de propagation : contrainte critique, ouverture de la fissure
ou longueur de fissure en fonction du temps.
Définition des surfaces de fissure
Dans la méthode maître-esclave, la fissure se propage suivant la ligne de rupture entre deux surfaces
de ruptures. Ces deux surfaces sont identifiées dans la modélisation l’une comme surface maître
et l’autre comme surface esclave. Ces deux surfaces sont initialement collées hormis le nœud d’amorcage
de la fissure. On définit ensuite une condition initiale identifiant la portion surfacique collée. Les
nœuds de cette surface sont collés dans une direction normale à la ligne de rupture ce qui est utilisé
typiquement dans les problèmes de fissure en Mode I (voir la figure 6.3).
Lorsque la fissure se propage, les nœuds correspondant aux nouvelles surfaces fissurées créés
sont libérés le long de la ligne de rupture prédéfinie. Les contrainte sur les nouvelles surfaces fissurées
devront s’annuler pendant un laps de temps relativement court.
Force de traction des surfaces fissurées
Force de traction (N)
T
3/4 T
tf/2 tf
Temps de libération du nœud (s)
FIG. 6.2 – Réduction de la force nodale de traction en fonction du temps de libération du nœud
Après la séparation, la traction entre les deux surfaces est initialement contrôlée égale mais de
signe contraire à la force au nœud de la surface esclave. On peut définir comment cette force de trac-
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