Etudes numériques à différentes échelles de la déformation plastique des monocristaux de structure CFC

par Marc Fivel

Thèse de doctorat en Mécanique. Conception, géomécanique, matériaux

Sous la direction de Gilles Canova et de Laurent Tabourot.

Soutenue en 1997

à Grenoble INPG .


  • Résumé

    Un modèle de comportement élasto-visco-plastique des monocristaux de structure cubique à faces centrées est développé. Les relations de comportements sont fondées sur des mécanismes physiques impliqués lors de la déformation : les mouvements des dislocations et leurs interactions. Les paramètres utilisés ont une signification physique précise et leurs valeurs numériques sont obtenues à l'aide d'identifications sur des résultats expérimentaux. Le modèle est intégré numériquement par la méthode des éléments finis puis validé sur l'essai de traction uniaxiale dont la courbe d'écrouissage à trois stades est correctement restituée. Des résultats provenant d'une échelle inférieure complètent l'analyse. A cette fin, un code numérique simulant le comportement des dislocations à l'échelle mésoscopique est utilisé. Le programme existant est amélioré tant en précision qu'en efficacité : une nouvelle expression de la tension de ligne est introduite, les effets de bords sont limités par la «méthode de la sphère» et des techniques d'accélération sont incorporées. Malgré ces nouveautés, le programme reste trop lent pour que les lois macroscopiques soient directement accessibles. Par contre, le code mésoscopique est adapté au traitement de problèmes impliquant des volumes restreints contenant peu de dislocations. Il est cependant nécessaire d'introduire préalablement une gestion des conditions aux limites. Le cas des forces images engendrées par la présence d'une surface libre est traité en utilisant le principe de superposition ainsi que des opérateurs de la théorie du contact. Cette démarche numérique est validée en la comparant à une résolution analytique. Le problème des films minces est résolu en extrapolant la méthode au cas où deux faces sont libres. La prise en compte de conditions aux limites complexes est traitée par résolutions en éléments finis. Le code mésoscopique est incorporé dans CASTEM2000 et une première application est effectuée sur l'essai de nanoindentation.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XI-179 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-179. (125 réf.)

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  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Annecy-le-Vieux). Bibliothèque de Polytech'Annecy-Chambéry, site d'Annecy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T P1997/130
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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