Modélisation microscopique et macroscopique du comportement d'un composite à matrice métallique

par Nathalie El Mayas Theet

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Louis Chaboche.

Soutenue en 1994

à Marne-la-vallée, ENPC .


  • Résumé

    Le but de cette étude est d'établir une loi de comportement macroscopique d'un composite à matrice métallique renforcé par des fibres courtes. Ce composite est constitué d'une matrice en aluminium, caractérisée par un comportement isotrope élasto-viscoplastique et de fibres courtes de sic élastiques isotropes. La construction du modèle s'appuie sur des résultats expérimentaux et numériques ainsi qu'une approche analytique sur la localisation. Une étude expérimentale a été nécessaire afin d'observer, en particulier, l'évolution du domaine élastique en fonction de la température, des déformations plastiques et du temps. Des essais en traction-compression et des chargements cycliques pour plusieurs températures et dans les directions d'anisotropie du matériau ont été réalisés. Des calculs numériques par éléments finis en viscoplasticité réalisés sur une cellule élémentaire, représentative du composite, ont permis de quantifier les contraintes résiduelles et les déformations plastiques résultant du traitement thermique de fabrication. La réponse macroscopique du composite est ensuite étudiée pour différents chargements. Le modèle théorique est construit sur la base de techniques d'homogénéisation, en particulier, l'homogénéisation des milieux périodiques, qui fait appel à des calculs par éléments finis, et la méthode de l'inclusion équivalente purement analytique. Une relation de localisation généralisée est obtenue à partir des travaux de Dvorak. Elle permet de relier entre elles les variables mécaniques globales et locales, comme les contraintes, les déformations, et les déformations plastiques. Moyennant certaines hypothèses simplificatrices, il est possible d'établir une loi de comportement purement macroscopique. Cette loi de comportement thermo-élasto-viscoplastique peut prendre en compte, les effets et l'évolution des contraintes résiduelles de fabrication ainsi que l'anisotropie initiale du matériau et son évolution au cours d'un écoulement viscoplastique

  • Titre traduit

    Microscopic and macroscopic behavior of a metal matrix composite


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  • Détails : 1 vol. (182 p.)
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