Study of the fracture behavior of welded joints in fatigue

Abstract

يتطلب استخدام الهياكل الميكانيكية استخدام الأجزاء الملحومة . لهذا النوع من التطبيق فان المعرفة التفصيلية للسلوك الميكانيكي للمواد المستخدمة وسلوكها على المدى الطويل هي ذات أهمية قصوى. ان وجود اجهادات ثلاثية قوية من الضغوط تحت الضغوط الميكانيكية يسبب تلف هذه الأجزاء وخاصة في الأجزاء الملحومة. على الرغم من ان مقاومة تكسير المفاصل الملحومة من الفولاذ المستخدم لايزال غير معروف فان الفولاذ عالي القوة يظل مرشحا جيدا لهذه التطبيقات. في الواقع، لاتزال المفاصل الملحومة مواقع مفضلة لبدء التشققات، وذالك بسبب عدد من العيوب الكامنة في هذا النوع من البنية. العديد من العوامل مثل) عدم التطابق الهندسي عدم التجانس الميكانيكي المرتبط بتجاور ثلاث مواد وعدم التجانس في مقياس التركيب المجهري (، تجعل دراسة كسر هذه التجمعات معقدة للغاية. تهدف هذه الدراسة الى المساهمة في تحسين المعاملات المختلفة التي تؤثر على المناطق المختلفة لمفاصل اللحام. يتم التخطيط للبدائل الأول وهو بناء قاعدة بيانات تجريبية عن المواد المستخدمة والثاني يتعلق بمحاكاة عددية لهذه الوصلات الملحومة.

L’utilisation des structures mécaniques nécessite l’utilisation des pièces soudées. Pour ce type d’application, la connaissance détaillée du comportement mécanique du matériau utilisé et de sa tenue à long terme est de première importance. La présence de fortes triaxialités des contraintes sous des sollicitations mécaniques, provoque l’endommagement de ces pièces, et surtout dans les pièces soudés. Même si la résistance à la fissuration des jonctions soudées des utilisés aciers sont encore mal connue, les aciers à très haute résistance restent potentiellement de bons candidats pour ces applications. En effet, les joints soudés sont toujours des sites privilégiés d’amorçage des fissures, du fait d’un certain nombre de défauts inhérents à ce type de structure. Beaucoup de facteurs, tels que (la discontinuité géométrique, l’hétérogénéité mécanique liée à la juxtaposition de trois matériaux et l’hétérogénéité à l’échelle de la microstructure), rendent l’étude de la rupture de tels assemblages très complexe. Les objectifs visés par cette étude, c’est de contribuer à l’optimisation des différents paramètres influençant les différentes zones d’un joint de soudure. Deux alternatives sont prévues: La première est de constitué une base de données expérimentale sur le matériau utilisé, et la seconde concerne une simulation numérique sur ces jonctions soudées. Mots-clés: XFEM, Approche SED, Endommagement par champ de phase, Matériaux fonctionnellement gradués, Contraintes résiduelles.

The use of mechanical structures requires using welded parts. For this type of application, detailed knowledge of the mechanical behavior of the material used and its long-term behavior is of primary importance. The presence of strong triaxialities of the stress under mechanical stress causes damage to welded parts. Even though the resistance to cracks in welded joints of used steel is still poorly known, very high strength steel remain potentially high probabilities for these applications. In fact, welded joints are still preferrable sites for crack initiation, as a resul to a number of defects inherent in this type of structure. A number of factors, such as (geometric discontinuity, mechanical heterogeneity related to the juxtaposition of three materials, and heterogeneity at the microstructure scale), make the study of the rupture of such assemblies highly complex. The objectives of this study are to contribute to the optimization of the various parameters influencing the different zones of a welded joint. Two alternatives are planned: The first is to build an experimental database on the material used, and the second concerns a numerical simulation of these welded junctions.