Détermination des paramètres de rupture d’un matériau FGM

Abstract

L'objectif de ce projet de fin d'études de master consiste à déterminer les paramètres de fissuration d'un matériau présentant une variation graduelle des propriétés mécaniques dans une direction spécifique, également appelé matériau à gradient fonctionnel (FGM). Les paramètres de fissuration font référence à la répartition de la ténacité à travers le matériau et au facteur d'intensité des contraintes pour une taille de fissure donnée. Dans cette étude, plusieurs fonctions, telles que linéaire, exponentielle et puissance, ont été utilisées pour créer la gradation des propriétés mécaniques du matériau. Pour chaque type de gradation, la taille critique de la fissure a été calculée en utilisant les principes de la mécanique linéaire de la rupture, qui s'appliquent aux matériaux fragiles. Les résultats obtenus à partir des différentes simulations effectuées sur un FGM à base d'aluminium (le métal) et d'alumine (la céramique) ont démontré que la ténacité du matériau augmente à mesure que l'on se déplace du côté céramique vers le côté métal. De plus, il a été possible d'établir une corrélation entre la ténacité du matériau et l'exposant de la fonction puissance utilisée pour déterminer la gradation des propriétés mécaniques.