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Concept
Mécanique de la rupture
Résumé
La catastrophe du Vol 587 American Airlines s'explique par la rupture de la dérive de l'appareil.|vignette
La mécanique de la rupture tend à définir une propriété du matériau qui peut se traduire par sa résistance à la rupture fragile (fracture) ou ductile. Car si les structures sont calculées pour que les contraintes nominales ne dépassent pas, en règle générale, la limite d'élasticité du matériau et soient donc par voie de conséquence à l'abri de la ruine par rupture de type ductile ; elles ne sont pas systématiquement à l'abri d'une ruine causée par la présence d'une fissure préexistante à la mise en service ou créée en service par fatigue (comme lors de la catastrophe ferroviaire de Meudon) ou par corrosion sous contrainte.
vignette|redresse=1.3|Figure 1. Illustration des trois modes de propagation d'une fissure.
La propagation d'une fissure dans un volume peut se décomposer en trois composantes appelées mode :
I - Ouverture selon la normale au plan de la fissure ;
II - Ouverture parallèlement au plan de la fissure et perpendiculaire au front de fissure ;
III - Ouverture parallèlement au plan de la fissure et parallèlement au front de fissure.
Chaque mode est généralement caractérisé individuellement bien que la propagation réelle d'une fissure soit la combinaison de ces 3 modes.
Le mode de rupture de type fragile peut survenir quand les sollicitations ont lieu dans des circonstances de basses températures, de grandes vitesses de chargement, ou de défauts préexistants ou créés pendant le service.
Les ruptures brutales dont il s'agit peuvent être classées en deux catégories. D'une part, les ruptures fragiles liées à l'absence de ductilité du matériau sollicité sous une certaine température (température de paroi minimum admissible) comme les aciers doux ; d'autre part, les ruptures ductiles sans prévenir, c'est-à-dire à très faible déformation plastique. Ces dernières peuvent affecter des matériaux à haute limite d'élasticité où il n'existe pas de dépendance très nette entre la ténacité et la température, c'est-à-dire où la rupture en charge est liée à la propagation quasi instantanée d'une fissure à partir d'un défaut préexistant.
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