Etude expérimentale et simulation numérique, au moyen de modèles de plasticité cristalline, de chargements non proportionnels

Céline Gerard , Brigitte Bacroix (1) , Michel Bornert (2) , Renald Brenner (1) , Georges Cailletaud (3) , D. Caldemaison (2) , Thierry Chauveau (1) , J. Crépin (2) , V. Mounoury (3) , S. Leclercq (4)

1 LPMTM - Laboratoire des Propriétés Mécaniques et Thermodynamiques des Matériaux
2 LMS - Laboratoire de mécanique des solides
3 CDM - Centre des Matériaux
4 EDF R&D - EDF R&D

The plastic behavior of fcc materials is studied under complex loading path at room temperature. Multi-scale experimental results are compared to finite element computations of polycrystalline aggregates, and to simulation by homogenization techniques. Simple loading path combinations are considered for different sample orientations. Local strain field measurements are obtained by digital correlation of scanning electron microscope images, whereas global strains are measured by classical extensometry. A polycrystalline aggregate taking into account the material microstructure is used to perform finite element simulations corresponding to the experiments. The texture measured by X-ray diffraction is represented. Several single crystal models, using the 12 slip systems of the octahedral families, are introduced. Various assumptions are considered for the description of the self and latent hardening. The comparisons between the simulation and the experiments are made on three types of variables : on a global level, with the description of the macroscopic stress-strain curve, on a local level, by considering the local fields, and in terms of phase averages. Informations about the consistency of the transition rules are deduced.

température ambiante. Les résultats expérimentaux multi-échelles sont confrontés aux simulations numériques par éléments finis du comportement d'agrégats polycristallins, et aux modélisations par homogénéisation. Des combinaisons de trajets de chargement simple sont considérées, pour différentes orientations des éprouvettes. Des mesures locales de champs de déformation sont effectuées par corrélation d'images sous microscope électronique à balayage tandis que la déformation macroscopique est obtenue par extensométrie classique. Les simulations éléments finis correspondantes sont effectuées sur un agrégat polycristallin prenant en compte la microstructure du matériau. La texture, mesurée par diffraction aux rayons-X, est représentée. Plusieurs modèles de monocristaux, introduisant les douze systèmes de glissement de la famille octaédrique, sont considérés. Plusieurs options pour la prise en compte de l'auto-écrouissage et de l'écrouissage latent sont étudiées.

Mots clés: plasticite cristal; mesures de champs; éléments finis

Domaines: Mécanique [physics]

Céline Gerard, Brigitte Bacroix, Michel Bornert, Renald Brenner, Georges Cailletaud, et al.. Etude expérimentale et simulation numérique, au moyen de modèles de plasticité cristalline, de chargements non proportionnels. CFM 2007 - 18ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2007, Grenoble, France. ⟨hal-03365627⟩