Fissuration dynamique des composites à matrice métallique. Application au Zircaloy hydruré

Frédéric Perales (1) , Yann Monerie (1) , Frédéric Dubois (2) , Laurent Stainier (3)

1 IRSN - Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire
2 LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
3 ASMA - Département AéroSpatiale, Mécanique et mAtériaux

This paper deals with a new approach for the simulation of dynamic fracture in heterogenous materials. This approach is based on the coupling between the Cohesive Zone Model concept and the Non-Smooth Contact Dynamics method. The associated software (with Object Oriented Programming) allows to simulate, in 3D and large deformations, the dynamic fracture of both multiphase and functionally graded materials from the onset of fracture to post-fracture behavior. An exemple of the fracture of a metal matrix composite from the nuclear industry, the hydrided Zircaloy-4, is presented.

Nous présentons dans ce papier une nouvelle approche pour l’étude de la fissuration dynamique de matériaux hétérogènes. Cette approche est basée sur la notion de Zone Cohésive et sur la méthode Non-Smooth Contact Dynamics. La plateforme numérique associée (conception orientée objet) permet des simulations tridimensionnelles en grandes déformations de la fissuration dynamique de matériaux multiphasiques ou à gradient de propriétés, depuis l’initiation de la fissuration jusqu’à la ruine du matériau. Un exemple de fissuration de composite à matrice métallique de l’industrie nucléaire, le Zircaloy-4 hydruré, est présenté.

Mots clés: Fissuration; dynamique non régulière; Matériaux hétérogènes; Simulation numérique; Modèles de Zone Cohésive

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]; Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]; Modélisation et simulation

Frédéric Perales, Yann Monerie, Frédéric Dubois, Laurent Stainier. Fissuration dynamique des composites à matrice métallique. Application au Zircaloy hydruré. 17ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2005, Troyes, France. ⟨hal-00580800⟩