Apport de la simulation numérique à l'essai de Small Punch Test

Abstract

Lors de l’essai de Small Punch Test (SPT) (essai de micro emboutissage d’un disque d’épaisseur 0,5 mm et de diamètre 8,9 mm), le matériau est sollicité en contraintes bi-axiales, déformé plastiquement jusqu’à fissuration et, rompu. Des essais de Small Punch Test, réalisés sur l’acier inoxydable 316L, montrent le comportement ductile de l’acier à partir des courbes d’évolution de la force exercée sur l’échantillon en fonction du déplacement. Des essais interrompus couplés à une analyse par microscopie électronique à balayage mettent en évidence l’amorçage de la fissuration et une rupture ductile. Parallèlement, nous avons développé une simulation numérique de l’essai SPT par éléments finis à l’aide du solveur 2D du logiciel implicite FORGE2005. La plasticité des matériaux est modélisée par une relation de type Hollomon ; l’implémentation d’un critère de rupture permet de mettre en évidence l’apparition de la fissuration. La simulation permet de montrer l’évolution des contraintes et des déformations au cours de l’essai, et la propagation de fissures dans l’échantillon.