Analyse des contraintes internes dans les monocristaux cfc : vers une nouvelle loi de plasticité cristalline - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Internal stress analysis in the FCC single crystals: toward a new crystal plasticity law

Analyse des contraintes internes dans les monocristaux cfc : vers une nouvelle loi de plasticité cristalline

Résumé

The single crystal plasticity study has a real interest for the strain metals understanding during their forming process. Among the possible causes of FCC single crystal plasticity, the slip of linear defects (dislocations) is the dominant mechanism of deformation. The analysis of their movements (the origin of deformation), their accumulation and their interactions (the origin of strain hardening) is necessary if one wish to build models of macroscopic mechanical behaviour having a physical meaning. A pertinent technical analysis is the simulation of the plasticity directly at the defect scale using the Discrete Dislocation Dynamics code (DDD). This simulation code is an alternative to the experimental techniques such as Transmission Electron Microscopy, giving access to the heterogeneous distribution of the internal stress that prevail in the dislocations microstructure and who determine the mechanical behaviour. This tool offer real opportunities to building macroscopic behaviour models. In this PhD, the analysis conducted in DDD give a real insight onto the state variables needed to characterize the dislocations microstructure, and offer an original way to mathematically describe its physical state evolution. This approach is developed to establish a very rich modelling of crystal plasticity, able to account for complex effects of isotropic and kinematic hardening. The proposed model is able to simulating a wide range of plastic strain amplitudes ranging from fatigue at many number of cycles (ep = 10-5) to monotonic traction (ep > 100 %) without need for recalibration of parameters.
L'étude de la plasticité des monocristaux présente un réel intérêt pour la compréhension de la déformation des métaux pendant leur mise en forme. Parmi les causes possibles de la plasticité des monocristaux CFC, le glissement de dislocations est le mécanisme de déformation prépondérant. L'analyse de leurs mouvements (à l'origine de la déformation), de leur accumulation et de leurs interactions (à l'origine de l'écrouissage) est alors nécessaire si l'on souhaite établir des modélisations macroscopiques du comportement mécanique qui aient un sens physique. Une technique d'analyse pertinente est la simulation par la Dynamique des Dislocations Discrètes (DDD), permettant la simulation de la plasticité directement à l'échelle de la dislocation. Ce code, permet de remplacer les techniques expérimentales comme la Microscopie Electronique en Transmission, en donnant accès à la répartition hétérogène des contraintes qui règnent au sein des microstructures de dislocations et qui conditionnent complètement le comportement mécanique. Dans cette thèse, les analyses réalisées en DDD donnent un réel éclairage sur les variables d'état nécessaires à la caractérisation d'une microstructure de dislocations, et à la description mathématiquement de son état physique. Cela permet d'établir une modélisation riche de la plasticité cristalline, apte à rendre compte d'effets d'écrouissage isotropes et cinématiques complexes. La modélisation proposée est adaptée à simuler une large gamme d'amplitudes de déformations plastiques, allant de la fatigue à grand nombre de cycles (ep = 10-5) jusqu'à la traction monotone (ep >100 %) sans nécessité de recalage de paramètres.
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Dates et versions

tel-00527162 , version 1 (18-10-2010)

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  • HAL Id : tel-00527162 , version 1

Citer

Ciprian Manole. Analyse des contraintes internes dans les monocristaux cfc : vers une nouvelle loi de plasticité cristalline. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Savoie, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00527162⟩
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