Modélisation micromécanique des polycristaux : couplage plasticité, texture et endommagement

par Neila Hfaiedh

Thèse de doctorat en Systèmes mécaniques et matériaux

Sous la direction de Manuel François et de Khémais Saanouni.

Soutenue en 2009

à Troyes .


  • Résumé

    La méthodologie multi-échelles est mieux adaptée que l’approche macroscopique phénoménologique pour une modélisation fine du comportement mécanique des matériaux. Dans ce travail cette approche est utilisée pour modéliser le comportement élastoplastique endommageable des matériaux polycristallins et tenant compte de l’évolution de la texture cristallographique. Des travaux expérimentaux comprenant des analyses des textures, des contraintes internes, des caractérisations microstructurales et des essais de traction sont réalisés. L’implémentation numérique du modèle développé est faite dans le code de calcul ZéBuLoN. La validation du modèle est réalisée aussi bien avec des calculs de structure par éléments finis que sur des volumes élémentaires représentatifs (VER). Pour le cas du VER la validation a porté sur divers trajets de chargement (traction, laminage, cisaillement, expansion biaxiale) et l’exploration, par le biais d’une étude paramétrique, de plusieurs aspects tels que l’effet de la taille et du choix de l’agrégat, l’effet de l’évolution de la texture, l’effet du couplage avec l’endommagement. Egalement des validations par comparaison avec les résultats expérimentaux et avec le modèle Auto-Cohérent ont été réalisées. Des calculs de structure éléments-finis ont porté sur la traction où l’étude a été focalisée sur les effets de la taille du maillage et du choix de l’agrégat, de l’évolution de la texture et du couplage avec l’endommagement sur l’apparition et le développement de bandes de localisation

  • Titre traduit

    Micromechanical modelling of polycristalline material : coupling plasticity, texture and damage


  • Résumé

    Multi-scales modelling is usually more adequate than the phenomenological macroscopic approach for a fine modelling of the mechanical behavior of materials. In this work, this approach is used to model the elastoplastic behavior coupled with damage of polycrystalline materials and taking into account the crystallographic texture evolution within the framework of finites strains. The modelling is completed by including experimental works including: crystallographic textures and granular stesses analyses by X-ray diffraction and tensile tests. The numerical implementation of the developed model is made in ZéBuLoN Finite Elements code. The model is test on finite elements calculations as well as on local representative elementary volume (REV) calculations. For the case of the REV, diverse loading paths are studied (tensile, shear, rolling, biaxial expansion) and the exploration, through a parametric study, of several aspects such as: the effect of the poly-crystalline aggregate size and choice, the effect of the crystallographic texture evolution and the effect of the damage coupling. Also comparisons with the experimental results and also with Self Consistent model was realized. Finite elements calculations concerned exclusively the tensile test, where the study was focused on the effects of mesh size and the choice of the aggregate, the evolution of the texture and the coupling with the damage on the appearance and the development of localization bands

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Informations

  • Détails : 1 vol. (255 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE 09 HFA
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