Hostname: page-component-78c5997874-94fs2 Total loading time: 0 Render date: 2024-11-12T22:30:53.508Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Analyse de la zone d'endommagement et de la fissuration fragilesous chargement cyclique dans les tubes de gaz en polyéthylène

Published online by Cambridge University Press:  17 August 2007

Rabia Khelif ,
Nassereddine Zeghib ,
Alaa Chateauneuf  and
Kamel Chaoui
Rabia Khelif
Affiliation:
LaMI – UBP & IFMA, Campus de Clermont-Ferrand, BP 265, 63175 Aubière Cedex, France LR3MI, Département de Mécanique, Faculté des Sciences de l'Ingénieur, Université Badji Mokhtar, BP 12, Annaba 23000, Algérie
Alaa Chateauneuf
Affiliation:
LGC – UBP, Complexe Universitaire des Cézeaux, BP 206, 63174 Aubière Cedex, France
Kamel Chaoui
Affiliation:
LR3MI, Département de Mécanique, Faculté des Sciences de l'Ingénieur, Université Badji Mokhtar, BP 12, Annaba 23000, Algérie
Get access

Abstract

Les tubes en plastiques utilisés pour le transport d'eau et de gaz continuent à être le sujet de beaucoup d'études qui traitent divers aspects de comportement de matériaux. Des statistiques récentes indiquent que plus de 90 % de systèmes de distribution de gaz nouvellement installés dans le monde entier sont exclusivement construits en polyéthylène (PE) en raison de sa facilité d'installation et de coûts relativement bas. Les essais à charge constante montrent deux mécanismes généraux de propagation de fissure : une rupture ductile qui est dominée par des déformations homogènes à grande échelle dans le volume et une rupture fragile qui commence aux points de concentration des contraintes. Ce travail vise à étudier la transition fragile-ductile de fatigue dans les tubes de polyéthylène et la caractérisation de la zone d'endommagement associée. La méthode proposée est basée sur la mesure de deux paramètres de fatigue : la vitesse de propagation de la fissure, obtenue à différents niveaux de charge et le taux de travail irréversible qui est calculé à partir des boucles instantanées d'hystéréisis. Les corrélations obtenues, pour des charges maximales de fatigue entre 20 % et 35 % de la contrainte au seuil d'écoulement, donnent des taux de restitution d'énergies critiques moyens de 211 J.m-2 et de 695 J.m-2 respectivement pour des régimes fragile et ductile.

Keywords

Polyethylene pipefatigue crackbrittle to ductile transitionTubes en polyéthylènefissuration sous fatiguetransition fragile-ductile
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 8 , Issue 3: Congrès Mécanique de Grenoble , May 2007 , pp. 217 - 223
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2007

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Chudnovsky, A., Sulkhin, Y., Application of crack layer theory to modelling of slow crack growth in polyethylene, Int. J. Fract. 97 (1999) 83–102 CrossRef
Hubert, L., David, L., Séguéla, R., Vigier, G., Corfias-Zuccalli, C., Germain, Y., Physical and mechanical properties of PE pipes in relation to molecular architecture: Short-term creep of isotropic and drawn materials, J. Appl. Polym. Sci. 84 (2002) 2308–2317 CrossRef
Hamouda, H.B.H., Simoes-Betbeder, M., Grillon, R., Blouet, P., Billon, N., Piques, R., Creep damage mechanisms in polyethylene gas pipes, Polymer 42 (2001) 5425–5437 CrossRef
K. Chaoui, A. Moet, A Chudnovsky, Consequences of residual stress on crack propagation in PE Pipes, Proc. 10th Inter. Conf. Experim. Mech., Lisbon, Portugal, 1994 pp. 811–816
Zhou, Y., Lu, X., Zhou, Z., Brown, B., The relative influence of molecular structure on brittle fracture by fatigue and under constant loads in polyethylene, Poly. Eng. and Sci. 36 (1996) 2101–2107 CrossRef
Choi, B.-H., Zhou, Z., Chudnovsky, A., Stivala, S.S., Sehanobish, K., Bosnyak C. P., Fracture initiation associated with chemical degradation: observation and modelling, Int. J. Solid. Struct. 42 (2005) 681–695 CrossRef
Duan, D.-M., Williams, J.G., Craze testing for tough polyethylen, J. Mater. Sci. 33 (1998) 625–638 CrossRef
Kitao, K., A study of brittle-ductile transition in polyethylene, Polym. Eng. Sci. 37 (1997) 777–788 CrossRef
Paizis, A., Leevers, P., Orientation and strain cycle effects on the impact performance of polyethylene, Polym. Eng. Sci. 45 (2005) 596–605 CrossRef
K. Kitao, Effect of entanglement on brittle-ductile transition in polyethylene, Polym. Eng. Sci. 41 (2001) 1146–1155
J.E. Young, L.A. Raphaelian, D.T. Raske, GRI Project Review Meeting, Chicago, USA, 1986
J.M. Crissman, Reference Standard Polyethylene Resins and Piping Materials, GRI Final Report 87-0326, Chicago, Illinois, USA, 1987
Kadota, K., Chum, S., Chudnovsky, A., Bridging the PE lifetime under fatigue and creep conditions with its crystallization behaviour, J. Appl. Polym. Sci. 49 (1999) 863–875 CrossRef
Parsons, M., Stepanov, E.V., Hiltner, A., Baer, B., Correlation of stepwise fatigue and creep slow crack growth in high-density polyethylene, J. Mater. Sci. 35 (2000) 1857–1866 CrossRef
Klingbeil, N.W., A total dissipated energy theory of fatigue crack growth in ductile solids, Int. J. Fract. 25 (2003) 117–128
Krishnaswamy, R.K., Analysis of ductile and brittle failures from creep rupture testing of high-density polyethylene (HDPE) pipes, Polymer 46 (2005) 11664–1167 CrossRef