Modélisation par éléments discrets de matériaux élastiques fragiles. Application à l'essai d'indentation sur verre de silice

Abstract

Il est proposé de simuler le comportement de matériaux élastiques fragiles par une approche numérique discrète. Les méthodes numériques généralement employées, basées sur la mécanique des milieux continus, ont des difficultés pour traiter des milieux multifissurés mais aussi des phénomènes de refermetures de fissures. Ces limitations, dans le cadre des approches discrètes (DEM), sont naturelle-ment traitées, car celles-ci prennent en compte les discontinuités générées par les interfaces. Un enjeu est alors de proposer une modélisation discrète permettant de retrouver le comportement mécanique, au sens de la mécanique des milieux continus, du matériau à simuler. Cet article propose un modèle DEM quantitatif de matériau élastique fragile. Dans ce modèle, les propriétés élastiques du matériau sont simulées au travers de liaisons cohésives poutres et les propriétés d'endommagement sont obtenues via le calcul d'une contrainte moyenne hydrostatique calculée pour chacun des éléments discrets. Ce modèle est ensuite mis en œuvre pour la simulation d'essais d'indentations fracturant sur verre de silice.