Simulations numériques de la dynamique des dislocations dédiés au comportement en fatigue à très grand nombre de cycles

par Margarita Longsworth

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Marc Fivel et de Nicolas Ranc.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de I-MEP2 - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production , en partenariat avec Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (laboratoire) depuis le 23-04-2018 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de simuler le comportement en fatigue gigacyclique de métaux et de comparer les résultats obtenus aux mesures expérimentales. Le laboratoire SIMaP développe deux codes de dynamique des dislocations complémentaires: (i) le code TRIDIS, simple et rapide mais dont la discrétisation simplifiée des lignes ne permet pas de rendre compte de toute la complexité des réactions possibles entre dislocations, (ii) et le code moderne NUMODIS qui est beaucoup plus physique, mais dont les temps de calculs deviennent très vite prohibitifs. Dans ce projet, nous utiliserons NUMODIS pour établir une loi de glissement déviée robuste que nous implémenterons dans TRIDIS. Ce dernier sera ensuite utilisé pour simuler le comportement en fatigue de différents matériaux et on mesurera entre autre l'effet de l'énergie de faute d'empilement sur l'irréversibilité de la déformation en fatigue. Enfin, des simulations à très grand nombre de cycles seront réalisées en utilisant une succession d'extrapolations temporelles de simulations réalisées pour des temps relativement courts suivant un algorithme de time coarsening proposé par A. Acharya.

  • Titre traduit

    Numerical simulations of the dyslocation dynamics in the very high-cycle fatigue regime


  • Résumé

    The aim of this thesis is to simulate the gigacyclic fatigue behavior of metals and to compare the results obtained with experimental measurements. The SIMaP laboratory is developing two complementary dislocation dynamics codes: (i) the TRIDIS code, simple and fast but whose simplified discretization of the lines does not make it possible to account for all the complexity of the interaction between dislocations, (ii) and the modern NUMODIS code, which is much more physical, but whose calculation times quickly becomes prohibitive. In this project, we will use NUMODIS to establish a robust deviated slip law that we will implement in the TRIDIS code. The latter will then be used to simulate the fatigue behavior of different materials. Among other things, the effect of the stack fault energy on the irreversibility of the fatigue strain will be measured. Finally, simulations with a very large number of cycles will be carried out using a succession of time extrapolations of simulations performed during relatively short times according to a time coarsening algorithm proposed by A. Acharya.