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Thèse soutenue

Elastoviscoplasticité des aciers polycristallins : modélisation micromécanique et physique : application au comportement dynamique et à l'effet Bake-Hardening

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Auteur / Autrice : Stéphane Berbenni
Direction : Marcel Berveiller
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées. Métaux, métallurgie
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

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La connaissance du comportement mécanique des aciers polycristallins et de leur sensibilité à la vitesse de déformation et à la température est essentielle afin de maîtriser les procédés de mise en forme et la tenue en service sous sollicitation dynamique. L'approche micromécanique, basée sur les techniques d'homogénéisation, permet de prendre en compte les rôles de la microstructure et des interactions mécaniques entre grains. Les mécanismes locaux sont basés sur la théorie de l'activation thermique pour les métaux cubiques centrés. Les lois d'écrouissage sont écrites en termes de densités de dislocations et prennent en compte les effets de restauration dynamique. Deux outils de transition d'échelle, dits à variables internes, sont utilisés pour un chargement à vitesse de déformation macroscopique imposée. Il s'agit du modèle de Paquin et al. Et d'un nouveau modèle qui s'appuie sur une approche de résolution du schéma autocohérent par l'utilisation d'opérateurs de projection et de champs translatés inspirés de l'idée de Kröner. Ces deux modèles sont appliqués à différentes classes de matériaux et sont comparés aux modèles de Kröner-Weng et aux modèles de type héréditaire. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux pour différentes nuances d'aciers essentiellement pour des trajets de déformation monotones en traction et en cisaillement dans une large gamme de vitesses de déformation. La modélisation du comportement des aciers à Bake-Hardening (BH) prend en compte les mécanismes responsables du durcissement après le traitement de peinture (vieillissement). L'effet BH est dû à la fois à un durcissement par effet Cottrell et à un durcissement par formation de précipités qui constituent des nouveaux obstacles au mouvement des dislocations. Les résultats du modèle micro-macro sont comparés quantitativement aux résultats expérimentaux en traction uniaxiale.