Modélisation micromécanique du comportement thermoélastoplastique des tôles revêtues

par Idriss Ilali

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Marcel Berveiller.

Soutenue en 2000

à Metz .


  • Résumé

    Le travail présenté dans cette thèse entre dans le cadre d'un projet de recherche, à applications industrielles, entre le laboratoire de physique et mécanique des matériaux (LPMM) de l'Institut supérieur de génie mécanique et productique (ISGMP), Université de Metz et le Laboratoire d'études et développements des produits plats (LEDEPP) de Sollac, groupe Usinor. Le but de ce travail est de modéliser le comportement mécanique des tôles d'acier revêtues (revêtements métalliques) pour résoudre les problèmes de mise en forme accompagnée de différents types de sollicitations (mécaniques et thermiques) en mode membrane. Ces sollicitations peuvent conduire à une forte localisation des déformations et à l'endommagement du revêtement, qui doit assurer un rôle protecteur contre les agressions extérieures (corrosion, par ex. ) et le phénomène de concentration des contraintes. Les tôles revêtues sont des matériaux hétérogènes qui présentent la particularité d'avoir un comportement différent de ceux de leurs constituants pris individuellement. Ainsi, la résolution de ce problème se fait dans le cadre de la méthodologie générale de localisation et d'homogénéisation basée sur les techniques de transition d'échelles. L'évaluation des champs locaux de contraintes et de déformations aux passages des interfaces se fait par l'intermédiaire des opérateurs interfaciaux de la mécanique des solides. Pour tenir compte de l'écrouissage et de l'anisotropie plastiques que manifestent ces matériaux, le critère de plasticité de Hill est utilisé. La combinaison de l'ensemble de ces techniques, dans le cadre de la mécanique des milieux continus, permet de modéliser par simulation numérique le comportement de ces matériaux soumis à différents types de sollicitations et pour différents trajets de chargements en mode membrane. L'objectif principal de ce travail consiste à déterminer la loi macroscopique de comportement des tôles revêtues pour différentes classes de comportements à partir de modèles micromecaniques simples. Quatre modèles sont proposés : un modèle élastoplastique biphase, un modèle élastoplastique triphase, un modèle élastoplastique biphase avec endommagement, et un modèle thermoélastoplastique biphase. Les résultats obtenus montrent l'important effet des revêtements endommagés ou non sur le comportement thermomécanique des tôles d'acier. Ainsi, la réponse macroscopique du milieu homogène équivalent (M. H. E. ) correspond à celle d'un matériau plus raide que l'acier nu mais moins anisotrope, surtout pour des épaisseurs importantes du revêtement. Cette étude permet également de contrôler l'état d'endommagement des revêtements pendant la mise en forme à partir des courbes limites d'endommagement (CLE). L'approche micromécanique proposée représente la particularité d'être utilisée comme méthode inverse pour caractériser le revêtement et/ou l'interphase pouvant être localisée entre le substrat et le revêtement. Les propriétés sont souvent difficiles à déterminer, en raison des techniques industrielles d'élaboration des revêtements qui révèlent un caractère différent de ces matériaux à l'état pur

  • Titre traduit

    Micromechanical modeling of the thermomechanical behavior of mettalic -coated sheets


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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 160-165

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  • Non disponible pour le PEB
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