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Enregistrement W2982370021

Fatigue crack propagation modeling using a local approach to fracture

2019· preprint· en· W2982370021 sur OpenAlexaff
Olivier Voreux, Serge Kruch, Sylvia Feld‐Payet, Pascale Kanouté, Noémie Rakotomalala

Notice bibliographique

RevueHAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe) · 2019
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHigh Temperature Alloys and Creep
Établissements canadiensSafran Electronics (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésFracture mechanicsSuperalloyMaterials scienceMechanicsPlasticityFracture (geology)ViscoplasticityStress fieldStructural engineeringCrack closureConstitutive equationFinite element methodComposite materialPhysicsEngineering
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In the aeronautical field, fatigue crack propagation analysis is commonly performed at the macroscopic level through a global energetic approach that considers the material in its elastic domain. Within this framework, the plastic zone is assumed to be confined at the crack tip, in the singularity area. However, recent observations on specimens made of Nickel-based superalloys at 550◦C [1] tend to highlight nonlinear phenomena occurring in the process zone, ahead of the crack tip. This plasticity leads to deterioration mechanisms, and to a disturbed crack front, with flat to slant fracture in mode I loading or “tunneling effect” under holding-times. To deal with such complex fracture problems, elastic fracture mechanics is not anymore adapted. To model fatigue crack propagation in a Ni-based superalloy used in the high-pressure stages of aeroengines [2], the present study proposes to use a local approach to fracture. It consists in estimating more accurately the stress and strain fields in the crack tip area where plasticity occurs. The knowledge of these mechanical fields offers the possibility to characterize the fracture processes by the use of either a damage criterion in post-processing or a fully coupled damage model. This last one can be phenomenological and established within the Thermodynamics of Irreversible Processes and the Continuum Damage Theory frameworks [3, 4], by fully coupling the elasto-viscoplastic behavior and damage. This damage is the combination of different deterioration mechanisms. The most relevant one is fatigue damage which represents persistent slip bands that appear after several reversal loadings. In addition, creep damage also needs to be taken into account, representing holding-period degradation processes at the grain boundaries. Finally, ductile damage can have a contribution for the highly loaded plastic zone in the vicinity of the crack tip. Fatigue damage is, most of the time, cyclically estimated by the use of a damage law written in terms of loading parameters such as the loading ratio or the stress amplitude. The innovative aspect of the present study is to model fatigue damage in an incremental manner to avoid using cycle-counting algorithms. The main issue with incremental fatigue damage is to describe properly the mean-stress effect. As part of the solution, this study proposes to take into account, in the constitutive equations, the microcracks’ closure effect [3]. Another issue is associated with the fact that there is a full coupling between damage and the elastoviscoplastic behavior. In this case, the structure will progressively exhibit a softening behavior. Then, the well-posedness of the equilibrium problem is not verified anymore and the constitutive equations lose their ellipticity. When performing Finite Element calculations, this leads to spurious localization problems. To obtain mesh-independent results, non-local methods [4, 5] are thus considered.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,858
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,224
Écart entre enseignants0,204 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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