Propriétés élastiques effectives des matériaux nanoporeux à cavités sphériques et ellipsoïdales - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2014

Propriétés élastiques effectives des matériaux nanoporeux à cavités sphériques et ellipsoïdales

Résumé

Ce travail concerne la modélisation des propriétés élastiques effectives d'un matériau nanoporeux contenant des cavités sphériques et ellipsoïdales. L’application visée concerne le combustible nucléaire UO2 fortement irradié, étudié par l’Institut de Radioprotection de Sûreté Nucléaire (IRSN) afin d’estimer la tenue des crayons combustibles lors d’un accident de réactivité. Ce matériau possède deux populations de cavités : des cavités intragranulaires sphériques et nanométriques et des cavités intergranulaires lenticulaires et micrométriques. Les travaux de dynamiques moléculaires de [1] ont montré l’existence d’un effet de surface à l’échelle des bulles nanométriques dans l’UO2 qui influence le comportement élastique apparent. Les modèles micromécaniques analytiques [2] sont ici étendus au cas d’un matériau avec : a/ deux populations de cavités, b/ des cavités de forme ellipsoïdales et c/ une distribution spatiale ellipsoïdale des hétérogénéités. Le modèle proposé dérive de l’approche par motifs morphologiques représentatifs [3]. Il est favorablement comparé aux modèles existants et met en évidence l’effet de taille des cavités et l’effet du rapport de forme des cavités ellipsoïdales. La figure ci-dessous présente l’évolution du module de compressibilité effectif normalisé par celui de la matrice dans le cas particulier d’un matériau contenant une seule population de cavités ellipsoïdales orientées aléatoirement de rapport de forme w en fonction de la longueur du grand axe b des ellipsoïdes pour une porosité de 10 %. [1] Jelea, A., Colbert, M., Ribeiro, F., Tréglia, G. et Pellenq, R.-M. (2011). J. of Nucl. Mater., 415(2) : 210–216. [2] Duan, H., Wang, J., Huang, Z. et Karihaloo, B. (2005). J. of Mech. Phys. Solids, 53(7) : 1574–1596. [3] Bornert, M. (1996). Thèse, ENPC.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-01247766 , version 1 (22-12-2015)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01247766 , version 1

Citer

Xavier Haller, Yann Monerie, Stéphane Pagano, Pierre-Guy Vincent. Propriétés élastiques effectives des matériaux nanoporeux à cavités sphériques et ellipsoïdales. Matériaux 2014, Nov 2014, Montpellier, France. ⟨hal-01247766⟩
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