Delamination of pipeline steels: determination of an anisotropic cleavage criterion
Résumé
Cette étude concerne l’effet de l’anisotropie de la rupture par clivage appliquée à deux tôles d’acier faiblement allié, ferrito-bainitiques, pour gazoducs. La rupture de la tôle par délaminage est étudiée en fonction de la microstructure et du chargement mécanique, afin d’optimiser les propriétés de ces aciers et notamment leur résilience mesurée par essais Battelle et Charpy. Des essais mécaniques ont été effectués sur des mini-éprouvettes axisymétriques entaillées, dimensionnées à cette intention et prélevées dans les directions principales de la tôle, y compris dans la direction travers court. Des essais de traction ont permis de tracer une courbe de transition ductile-fragile sur ces éprouvettes entaillées, dans une gamme de températures comprise entre +20°C et -140°C. Les mécanismes de rupture et les sites d’amorçage de la rupture par clivage ont été identifiés au microscope électronique à balayage. L’analyse mécanique de ces essais a été menée aux différentes températures, le comportement mécanique étant identifié sur éprouvettes lisses sollicitées dans les mêmes directions que les éprouvettes entaillées. Des simulations par éléments finis des essais sur éprouvettes entaillées ont été effectuées afin d’analyser les champs de contrainte et de déformation à rupture et d’en extraire une valeur de contrainte critique de clivage, en fonction de la direction de sollicitation. L’impact du modèle de comportement choisi (critère de plasticité isotrope ou non) sur la valeur de la contrainte critique de clivage a été évalué. Le critère de rupture proposé tient compte des paramètres microstructuraux des aciers étudiés.
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Mécanique [physics]
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