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04/02/2019 1
Année 2018-2019
04/02/2019 2
trombone
ressort
Fonctionnement:
propriétés élastiques
Fabrication:
propriétés
plastiques
Fabrication:
propriétés
plastiques
2
04/02/2019 3
De la plasticité…..…….des métaux
emboutissageabsorbeur de choc
absorbeur de choc
04/02/2019 4
… des «géomatériaux» (sols, roches, bétons),…
3
04/02/2019 5
…à la rupture…
Effondrement terminal 2E
Roissy (2004)
Effondrement terminal 2E
Roissy (2004)
Viaduc de Gènes (2018)Viaduc de Gènes (2018)
04/02/20196
Mine de charbon, Australie (2007)
Taïwan (2010)
Barrage minier, Brésil (2019)
https://www.bfmtv.com/mediaplay
er/video/les-images-de-la-rupture-
du-barrage-de-brumadinho-au-
bresil-1137076.html
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Objectifs généraux du coursObjectifs généraux du cours
Fournir concepts, méthodes et outils permettant
l’analyse du fonctionnement des structures/
ouvrages / systèmes mécaniques:
• au-delà de leur limite d’élasticité
• …et jusqu’à la rupture
Fournir concepts, méthodes et outils permettant
l’analyse du fonctionnement des structures/
ouvrages / systèmes mécaniques:
• au-delà de leur limite d’élasticité
• …et jusqu’à la rupture
Prendre en compte le comportement plastique (anélastique) des matériaux indispensable
pour un dimensionnement des ouvrages (const. métal., BA, sols, roches, ...) allant dans le
sens de la sécurité
Prendre en compte le comportement plastique (anélastique) des matériaux indispensable
pour un dimensionnement des ouvrages (const. métal., BA, sols, roches, ...) allant dans le
sens de la sécurité
Préoccupation aujourd’hui présente dans tous les grands codes de calculPréoccupation aujourd’hui présente dans tous les grands codes de calcul
Accent mis sur le calcul de structures et la résolution de problèmesAccent mis sur le calcul de structures et la résolution de problèmes
chargementchargement
déplacementdéplacement
E
rupturerupture
P
Séance Thème Intervenants
1- Jeudi 07/02 Comportement élastoplastique pour le
milieu continu 3D : critère de plasticité et
règle d’écoulement.
Amphi (1h30): P. de BUHAN
Petites classes (1h30) :
M. ARQUIER, J. BLEYER, G.
HASSEN
2- Jeudi 14/02 Problèmes d’évolution élastoplastique :
résolution pas-à-pas, contraintes et
déformations résiduelles, charge limite.
A (1h30): PdB
PC (1h30) : MA/JB/GH
3- Jeudi 21/02 Résolution de problèmes d’élastoplasticité :
compression œdométrique, cylindre en
torsion
PC (3h00) : MA/JB/GH
4- Jeudi 28/02 Flexion cylindrique. Prise en main d’un
logiciel.
Distribution des sujets d’approfondissement
PC (3h00) : MA/JB/GH
5- Jeudi 14/03 Application aux structures à barres
fléchies : notion de rotule plastique.
A (1h30): PdB
PC (1h30) : MA/JB/GH
6- Jeudi 21/03 Contrôle des connaissances (3h00) PdB/MA/JB/GH
7-Vendredi 22/03
08h30-11h45
Travail personnel sur les sujets
d’approfondissement
PC (3h00) :PdB/MA/JB/GH
Cours de Plasticité: Jeudi: 8h30-11h45
5
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Supports
pédagogiques
Supports
pédagogiques
Site web: https://educnet.enpc.fr/course/view.php?id=198
Livre
(Presses de l’ENPC)
rappels
MMC-RDM
transparents
amphis
Documents
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Comportement élasto-plastique
pour le milieu continu 3D
(chapitre I)
6
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(%) 0ll /
0SF /
O
Le comportement élastoplastique:
l’expérience de traction simple
Le comportement élastoplastique:
l’expérience de traction simple
B
C
A
0l0
S
F
l
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courbe « contrainte-déformation »courbe « contrainte-déformation »
(%)
MPa
O C
seuils
d’élasticité
seuils
d’élasticité A
0initial
p
déformation
plastique
BBactuel
7
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linéarité
réversibilité
En deçà
du seuil
d ’élasticité
caractéristiques du
comportement élastoplastique
caractéristiques du
comportement élastoplastique temps physique
(viscosité, vieillissement,…)
Au delà
Y. Chen et al., 2009
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non-linéarité
élasticité
non-linéaire
élasto-
plasticité
irréversibilité
charge charge
déchargedécharge
8
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0
p
écrouissage
(acier)
0
p
plasticité parfaite
(acier doux)
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4
2
0
0
1
5
comportement élastique parfaitement plastique (sollicitation 1D)comportement élastique parfaitement plastique (sollicitation 1D)
0
1 0 E
e
ddd
0ddd 0
pe 0d 3
2 0d
0 -
5 0d
4 0d
0d
dd E
e
0d
dd E
e
0ddd 0
pe
E
Youngd' module
3
Formulation incrémentaleFormulation incrémentale
9
04/02/2019 17
p
pSF
32
1
/
Sollicitations multiaxiales6)( Rij
3
2
1
00
00
00
1
2
3
Essai « triaxial »
F
p
contraintes
04/02/2019 18
)/(
)/(
eRC
ReF
22
2
R
e
0
00
000
Expérience de traction-torsion
points
expérimentaux
C
F
10
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Domaines d ’élasticité
ij
kl
3D1D
p
0 EC
0C
A
B
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ij
kl
0C
EC
Critère de plasticité: fonction de charge
0 ; Ef
0 ; Ef
0 ; Ef
11
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Matériau élastique parfaitement plastique
0 f
kl
fixe:C
ij
0 f
0 f
000
0)( 0 f
000
0)( 0 f
000
0)( 0 f
000
0)( 0 f
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DéformationsDéformations
0d
configuration
initiale
td
configuration
actuelle
R
td
configuration
relâchée
décomposition
additive
pe
transformation(s) infinitésimale(s)
??
charge
décharge
p e
0d
dt
d R
t
12
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Matériau élastique parfaitement plastique
0 f
1er cas:
IEE
e
)tr(dd1
dd
IEE
e
)tr(dd1
dd
réponse élastique
ij
kl
C
d :incrément
d
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ij
kl
C
2ème cas:
0d:d
ff
et
0 f
f
e dd e
dd
décharge élastique
d
13
0f
0f
0f
Repère cartésienorthonormé
Repère cartésienorthonormé
sym. )( ijaa
jiijbababa ).(tr: ba~
.~ dans scalaire produit 6R
121323332211 2,2,2,,,~ aaaaaaa
sym. )( ijbb 121323332211 2,2,2,,,~
bbbbbbb
fd ijij
f
d
d:
f
f
0d f
0d f 0d f
normale extérieurenormale
extérieure
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3ème cas:
dd e
dd e
charge plastique
pd
ij
kl
C
0 f
f
0d:d
ff
et
d
14
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Principe du Travail Plastique Maximal (Hill, 1950)
ij
kl
C
p d d
0)( fC
C
0d:)( p
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kl
ijC
f
1 0d p
2 0d , dd
fp
3 fp
d
règle de normalitérègle de normalité
Règle d ’écoulement plastique (matériau standard)
multiplicateur plastiquemultiplicateur plastique
11
22
pd
f
33p
d