Études expérimentale et numérique de la localisation lors changements de trajets dans un acier doux

par Thierry Hoc

Thèse de doctorat en Mécanique et matériaux

Sous la direction de Colette Rey.

Soutenue en 1999

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , en partenariat avec Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne1998-2021) (laboratoire) .

mots clés

• Déformation plastique
• Formage
• Rupture
• Travail de l'acier
• Travail des métaux
• Déformations (mécanique)
• Anisotropie
• Éléments finis, Méthode des

Résumé

Dans les polycristaux, la localisation de la déformation plastique pendant des opérations de mise en forme, est considérée comme le résultat de grandes déformations et ou le résultat de changements de trajets. Un tel mode de déformation hétérogène a pour effet d'augmenter la ductilité du matériau puis de conduire à la rupture. Afin de déterminer, les mécanismes gouvernant la localisation des acier doux polycristallins, deux changements de trajets ont été testés, correspondant à une traction plane suivie par un essai de traction simple parallèle et orthogonal à la première sollicitation. Le phénomène de localisation est analysé à une échelle macroscopique, mesoscopique et microscopique grâce à différentes techniques telles que des textures locales (EBSD) et de la microextensométrie par microgrilles. Les observations sous MEB et les champs locaux de déformation montrent que les macrobandes se propagent par l'activation de deux familles de courtes bandes de glissement. Ces diverses expériences associées à des observations en microscopie électronique en transmission montrent que la localisation est liée à l'anisotropie de la microstructure. A l'opposé, la post bifurcation peut être corrélée à la texture et à l'adoucissement microstructural qui permet de grandes déformation sans augmentation de la densité de dislocation. Une simulation de processus de localisation par éléments finis est alors proposé. Le polycristal est alors décrit par un motif représentatif réel constitué de 114 grains six fois juxtaposés. Une loi découlement viscoplastique et une loi d'écrouissage basée sur une matrice d'écrouissage dont les termes dépendent explicitement de la densité de dislocation de chaque système de glissement sont introduites. Un tel modèle permet de rendre compte de l'anisotropie et de l'évolution de la microstructure mais aussi de permettre de grandes déformations couplées à une densité de dislocation saturée. Le résultat des simulations est une description précise de la localisation dans les grains du polycristal comme une fonction de l'orientation et du taux de prédéformation.

Titre traduit

Experimental and numerical studies of localization during strain path change in mild steel

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