Étude des structures fissurées et réparées par des patchs en FGM

Abstract

Cette étude met en évidence le potentiel des matériaux à gradient fonctionnel (FGM) pour renforcer les structures fissurées, en particulier les alliages d’aluminium, grâce à une réduction significative de l’intégrale J et une meilleure répartition des contraintes autour des fissures. L’analyse numérique réalisée sous ABAQUS montre que l’efficacité mécanique du patch FGM dépend de son épaisseur, de la qualité de l’adhésion et de sa distribution géométrique. Parmi les fonctions de gradation étudiées (exponentielle, logarithmique et linéaire), la fonction linéaire se révèle particulièrement performante pour réduire l’intégrale J dans les directions x et y, tandis que la fonction logarithmique est efficace pour limiter les contraintes principales près de la fissure. En revanche, la fonction exponentielle, bien qu’utile pour absorber les contraintes en épaisseur (z), présente des valeurs d’intégrale J plus élevées dans la direction x, ce qui peut limiter son efficacité pour contrôler la propagation de fissure longitudinalement. Ces résultats confirment qu’un choix judicieux de la fonction de gradation du module de Young est essentiel pour optimiser la redistribution des contraintes et améliorer la durabilité des réparations par patch FGM