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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

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Approche locale pour la fissuration dynamique de matériaux à gradients de propriétés. Application au Zircaloy hydruré.


Congress title :MECAMAT 2007
Congress town :Aussois
Congress date :22/01/2007

Summary

Ce travail concerne la fragilisation des structures par hydruration. La fissuration dynamique de structures composites à matrice métallique est étudiée, dans le cadre des recherches de l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) relatives à la sûreté des réacteurs à eau sous pression, au
travers d’une approche micromécanique.
L’approche locale de la rupture est basée sur la notion de Modèles de Zone Cohésive Frottante (MZCF) mise en oeuvre à l’aide d’une approche multicorps étendue à deux champs. Le couplage de modèles de zone cohésive et de conditions de contact frottant garantit : (1) une dynamique des ondes de compression non perturbée par la présence de discontinuités surfaciques, (2) une propagation en mode mixte convenable des fissures aux interfaces entre matériaux (matrice/inclusions). Cette dynamique non régulière est traitée par la méthode NonSmooth Contact Dynamics (NSCD).
L’outil numérique développé permet des simulations dynamiques en grandes transformations depuis l’amorçage de multifissures jusqu’à la ruine du matériau.
A l’échelle microscopique, les propriétés effectives surfaciques, relatives aux zones cohésives, sont obtenues par homogénéisation numérique périodique. A l’échelle macroscopique, on s’intéresse à l’étude de la transition spatiale fragile-ductile en présence d’un gradient de propriétés dans les gaines
de combustibles nucléaires ayant subies un long séjour en réacteur.

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