Une amélioration de la description du phénomène de déformation progresive dans les métaux par la prise en compte de la distorsion du domaine d'élasticité

par Ludovic Vincent

Thèse de doctorat en Mécanique. Génie mécanique. Génie civil

Sous la direction de Didier Marquis.

Soutenue en 2002

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    Si un métal est soumis à un chargement cyclique autour d'une contrainte moyenne non nulle, de la déformation plastique peut s'accumuler au cours des cycles, généralement dans la direction de la contrainte moyenne : c'est le phénomène de déformation progressive ou phénomène dit de rochet. Le contexte de cette thèse était l'amélioration de la description de ce phénomène dans les structures métalliques. Pour cela, nous avons choisi d'axer nos efforts sur les modèles macroscopiques phénoménologiques qui décrivent le comportement de matériaux dans des calculs de structure. Comme cela était suggéré dans plusieurs articles récents, une voie d'amélioration de ces modèles était de prendre en compte la distorsion du domaine d'élasticité, phénomène maintes fois observé expérimentalement, mais jusqu'alors négligé par soucis de simplicité. Pour introduire convenablement ce nouvel ingrédient dans la modélisation, nous nous sommes appuyés sur un dialogue entre un modèle micro-macro d'une part (plus pertinent mais aussi plus coûteux en temps de calcul) et le modèle macroscopique à construire d'autre part. Nous avons sû tirer profit des informations données par le modèle micro-macro pour constuire un modèle macroscopique capable de décrire à la fois le phénomène de rochet multiaxial et la distorsion du domaine d'élasticité prévus par le modèle micro-macro, et ce sur une large base d'"essais virtuels". Ensuite, le modèle développé a été identifié et validé avec succès sur plusieurs résultats d'essais complexes obtenus sur un élément de volume d'un matériau réel. Une validation finale du modèle sur un essai non-homogène (de structure) est en cours d'étude.

  • Titre traduit

    An improvement of the description of ratchetting in metals through yield surface distortion


  • Résumé

    If a metal is submitted to cyclic loading under a non-zero mean stress, plastic strain may accumulate, generally in the direction of mean stress, over the cycles: this is rachetting. The background of the Ph. D. Thesis was the improvement of the description of this phenomenon un metallic structures. Towards this end, we have chosen to focus our attention on the phenomenological macroscopic models that describe material behaviour in structural computations. As suggested in several articles, one way of improvement was to take into account yield surface distortion, a phenomenon many times observed experimentally but neglected up to now for simplicity. In order to introduce properly this new element into the modelization, we have used a dialogue between a micro-macro model (more relevant from a physical point of view but also more CPU time consumer) and the macroscopic model to build. We have taken advantage of the informations given by the micro-macro model to build a macroscopic model that can describe multiaxial ratchetting as well as the yield surface distortions predicted by the micro-macro model, over a large base of "virtual tests". Then, the model thus developped has been successfully identified and validated on several complex experimental results obtained on the volume element of a real material. A final validation of the model on a non homogeneous (structural) test is under investigation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (201-10 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 181-188

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