Simulations dynamiques des dislocations a une echelle mesoscopique : une etude de la deformation plastique

par Benoît Devincre

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean Philibert.

Soutenue en 1993

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce travail traite de la modelisation numerique de la deformation plastique des materiaux cristallins. Une nouvelle technique de simulation est proposee pour le traitement de la dynamique des dislocations a deux et trois dimensions dans un continuum elastique isotrope. Les echelles spatiale et temporelle choisies (10##6 m et 10##9 s) permettent une prise en compte des proprietes elementaires des dislocations, de leurs interactions a longue et a courte distance, de leurs proprietes collectives, ainsi que de la geometrie du glissement. Grace a cette methode originale il est possible de reproduire l'heterogeneite inherente a la deformation plastique, les effets d'auto-organisation des microstructures ainsi que les proprietes mecaniques correspondantes. En deux dimensions, les simulations conduisent a la formation d'une structure periodique de murs de dislocations dipolaires au cours de la sollicitation cyclique. Les conditions de formation de ces configurations sont etudiees et discutees et un modele phenomenologique est propose pour predire leur dimension caracteristique en fonction de la contrainte appliquee et de la densite de dislocations. Des concordances remarquables apparaissent entre le comportement simule et les donnees de la litterature. En trois dimensions, les simulations sont plus realistes et peuvent etre directement comparees avec l'experience. Elles restent cependant limitees a de faibles deformations plastiques, de l'ordre de quelques 10##3. Les proprietes examinees et discutees a partir de simulations de glissement multiple concernent le modele de la foret, la contrainte interne, dont on montre que la contribution a la contrainte d'ecoulement est d'environ 20%, les mecanismes de durcissement en relation avec les modeles de friedel-saada et de kocks. L'etude des microstructures est plus particulierement focalisee sur deux ingredients indispensables pour les effets d'auto-organisation, la contrainte interne et les intersections entre dislocations non coplanaires. Ces resultats suggerent que le durcissement d'ecrouissage et la formation d'une structure cellulaire en glissement multiple ne peuvent etre compris qu'en faisant intervenir les effets de la contrainte interne locale et du glissement devie sur les mecanismes de franchissement de la foret


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Informations

  • Détails : 165 P.
  • Annexes : 140 REF.

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  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-011398
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