Caractérisation de la rupture interfaciale de points soudés d'aciers a très haute résistance - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Characterization of the intefacial failures of spot welds of advanced high strength steels

Caractérisation de la rupture interfaciale de points soudés d'aciers a très haute résistance

Rémi Lacroix
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 913336

Résumé

Characterization of spot weld strength is a key industrial issue, particularly in the case of Advanced High Strength Steels. Today, the most widely used mechanical test evaluating this strength is the Cross Tensile Test. However, investigating the role of the different zones of one spot weld based on this test is difficult. A wedge test has been developed in order to characterize interfacial failures of spot welds. A cross section of one spot weld is observed while a wedge is inserted in between the two welded sheets. A CCD camera records the observation of the propagating crack. The limited sheet bending occurring during crack propagation allows the spot weld classification based on the total energy dissipated per unit fractured area to be efficient. Furthermore, the stable crack propagation is characterized by the in situ measurement of the crack opening angle. Finite element simulations of the test are carried out to estimate a relation between these measurements and the material resistance, approached by a cohesive zone model. Interfacial failures of spot welds of DP and TRIP steels have been investigated. The experimental measurements allow to estimate parameters of a cohesive zone model representative of the molten material failure, providing reliable and appropriate data for simulations of the mechanical behavior of the complete spot weld.
La détermination de la tenue mécanique de points soudés est un enjeu industriel important, et en particulier dans le cas d'aciers à Très Haute Résistance. Actuellement, l'essai de traction en croix est l'essai mécanique le plus répandu caractérisant la tenue des points soudés. Toutefois, l'étude de l'influence des différentes zones constituant le point soudé sur la tenue est difficile en se basant sur cet essai. Un essai d'enfoncement de coin a été développé afin de caractériser les ruptures interfaciales des points soudés. Une section transverse d'un point soudé est observée tandis qu'un coin est inséré entre les deux tôles soudés. Une caméra CCD enregistre l'observation de la propagation de la fissure. Le pliage limité des tôles durant la fissuration rend efficace la classification des différents points soudés par l'énergie totale dissipée par unité de surface rompue. De plus, la mesure in situ de l'angle d'ouverture de fissure caractérise la fissuration stable de la zone fondue. Des simulations par éléments finis de l'essai sont conduites afin d'estimer un lien entre ces mesures et la rupture du matériau, modélisée par des zones cohésives. La rupture interfaciale de points soudés d'aciers DP et TRIP a été étudiée. Les mesures expérimentales permettent d'estimer les paramètres de modèles cohésifs représentatifs de la rupture de la zone fondue, constituant des données fiables susceptibles d'être utilisées dans toute simulation numérique du comportement du point soudé.
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Dates et versions

tel-00638409 , version 1 (04-11-2011)
tel-00638409 , version 2 (05-03-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00638409 , version 1

Citer

Rémi Lacroix. Caractérisation de la rupture interfaciale de points soudés d'aciers a très haute résistance. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2011. Français. ⟨NNT : 2011 EMSE 0604⟩. ⟨tel-00638409v1⟩
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