Comptes Rendus
Vers une théorie énergétique de la rupture fragile
[Towards an energetic theory of brittle fracture]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 4, pp. 225-233.

The drawbacks of the classical theory of brittle fracture, based on Griffith's criterion – a notion of critical energy release rate –, and a fracture toughness k, are numerous (think for instance the issue of crack initiation) and penalize its validity as a good model. Are all attempts at building a macroscopic theory of fracture doomed? The variety and complexity of micromechanical phenomena would suggest that this is indeed the case. We believe however that structural effects still preside over fracture and consequently propose to modify slightly Griffith theory without altering its fundamental components so that it becomes amenable to the widest range of situations. The examples presented here will demonstrate that a revisited energetic framework is a sound basis for a theory which can be used at the engineering level and which reconciles seemingly contradictory viewpoints.

La théorie de la rupture fragile basée sur le critère de Griffith (notions de taux de restitution élastique G et de ténacité k) présente trop de lacunes (ne serait-ce que la question de l'amorçage) pour pouvoir être considérée comme la bonne modélisation du phénomène, utilisable dans toutes les situations. Faut-il pour autant renoncer à une théorie macroscopique de la rupture ? Bien qu'on puisse être tenté de répondre par l'affirmative en invoquant la diversité et la complexité des phénomnes à l'échelle de la microstructure, nous persistons à croire que les effets structurels jouent un rôle important et nous proposons donc d'aménager la théorie de Griffith pour la rendre fonctionnelle dans une gamme plus large de situations, sans toucher aux fondamentaux. Les exemples qui suivent s'efforceront de montrer que le cadre énergétique rénové peut être la base d'une théorie exploitable par l'Ingénieur et capable de réconcilier des points de vue jusqu'ici divergents.

Published online:
DOI: 10.1016/S1631-0721(02)01454-7
Mot clés : fatigue, élasticité, énergie de surface, fissure, décohésion, rupture, calcul des variations
Keywords: fatigue, elasticity, surface energy, crack, debonding, fracture, calculus of variations

Gilles Francfort 1; Jean-Jacques Marigo 1

1 LPMTM (UPR-CNRS 9001), Université Paris-Nord, 93430 Villetaneuse, France
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Gilles Francfort; Jean-Jacques Marigo. Vers une théorie énergétique de la rupture fragile. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 4, pp. 225-233. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01454-7. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01454-7/

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