Simulation de l’effet de la présence de fissures sur le comportement mécanique d’un joint soudés avec procédé TIG par la méthode d’élément finis étendue (XFEM)

Abstract

Les assemblages soudés sont largement utilisés dans les structures mécaniques en raison de leurs performances et de leur polyvalence, mais la présence de fissures peut compromettre leur intégrité et leur durée de vie en service. Ce mémoire porte sur l’étude de l’effet des fissures sur le comportement mécanique d’un joint soudé réalisé par procédé TIG à l’aide de la méthode des éléments finis étendue (XFEM). Après une étude bibliographique consacrée au soudage TIG, à la mécanique de la rupture et aux fondements théoriques de la méthode XFEM, un modèle numérique tridimensionnel a été développé sous ABAQUS afin de simuler la propagation des fissures dans une éprouvette soudée soumise à un chargement de traction. L’analyse a porté sur les contraintes, les déplacements ainsi que les variables spécifiques à XFEM, notamment STATUSXFEM, PHILSM et PSILSM. Une étude paramétrique a également été menée afin d’évaluer l’influence de différents paramètres géométriques, mécaniques et de chargement sur la réponse de la structure. Les résultats obtenus mettent en évidence l’effet significatif de la présence et des caractéristiques des fissures sur la distribution des contraintes, l’évolution de l’endommagement et le comportement global du joint soudé. Cette étude confirme l’intérêt de la méthode XFEM comme outil performant pour la simulation des structures fissurées et l’évaluation de leur intégrité mécanique.