Formation, propagation and coalescence in a crack network under high cycles thermal fatigue

Formation, propagation et coalescence dans un réseau de fissures en fatigue thermique

Seyed Mohammad Seyedi (1)

1 LMT - Laboratoire de Mécanique et Technologie

Thermal fatigue cracking is observed in the mixing zones of the cooling system of nuclear power plants. The evaluation of crack nucleation and their subsequent propagation in a pipe subjected to thermomechanical loadings is very important to determine maintenance programmes. A closed form solution is developed to calculate the stress intensity factors to study the effect of loading characteristics. An automatic numerical procedure was developed to model crack propagation in a network. It consists on an automatic remeshing procedure and a propagation strategy based on the crack length increment. The network aspects are discussed trough this numerical procedure. A probabilistic model that takes into account the effects of material heterogeneity on the formation, propagation and coalescence of crack networks in high cycle fatigue is introduced. This model can be integrated in a finite elements programme as a post processor or a non linier modulus.

Des réseaux de fissures dues à de la fatigue thermique à grand nombre de cycles (faïençage thermique) ont été mis en évidence dans certains composants de centrales nucléaires. L'estimation de durée de vie des composants est d'une importance vitale pour définir des programmes de maintenance. Une solution analytique de calcul du facteur d'intensité des contraintes a été développée pour étudier l'effet du chargement thermomécanique. Vu la complexité du chargement thermique et le phénomène de propagation dans un réseau de fissures, un outil de simulation numérique a été mis au point. Il s'agit d'un outil de remaillage automatique et une stratégie de propagation dans un réseau basée sur l'incrément de longueur de fissures. Un modèle probabiliste qui prend en compte l'hétérogénéité du matériau lors de la formation, propagation et coalescence dans un réseau est ensuite présenté. Ce modèle peut être implanté dans un code de calcul par éléments finis comme un modèle d'endommagement.

Mots clés: Thermal striping; Crack network propagation; Numerical modeling; Probabilistic approaches

Mots clés: Faïençage thermique; Propagation des fissures; Calcul par éléments finis; Approches probabilistes

Domaines: Mécanique [physics.med-ph]

Seyed Mohammad Seyedi. Formation, propagation et coalescence dans un réseau de fissures en fatigue thermique. Mécanique [physics.med-ph]. École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00133778⟩