Etudes expérimentales et modélisation de la déformation plastique d'un fer, grandes déformations, sensibilité à la vitesse et histoire de chargement PDF Download
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Author: Mostapha Afane
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Languages : fr
Pages : 160
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Book Description
Ce travail décrit le comportement d'un métal de réseau cubique centre : le fer armco 0.02%c. A l'aide de nombreux résultats expérimentaux. la première partie de cette thèse est consacrée a une étude bibliographique dont laquelle la sensibilité du comportement des métaux cc a la vitesse de déformation, à la température est mis en évidence, l'indication de la possibilité de l'apparition des macles pour les grandes vitesses de déformation, l'existence pour les métaux cc des limites d'élasticité inférieure et supérieure et ensuite les éléments de la théorie de dislocation. La deuxième partie présente des techniques expérimentaux utilisées et les relations de dépouillement des résultats. La troisième partie est consacrée a la représentation des résultats et leur analyse. Plusieurs constations expérimentaux dans cette thèse : des limites d'élasticité qui augmente avec la vitesse de déformation, les différences de sensibilité à la vitesse selon le type de chargement et l'effet de la vieillissement sur le pics d'élasticité. Enfin, l'introduction d'un modèle base sur l'activation thermique qui fait introduire les notions de la contrainte interne et effective régissant l'écoulement plastique dont l'évolution est liée a l'énergie d'activation.
Author: Mostapha Afane
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Languages : fr
Pages : 160
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Book Description
Ce travail décrit le comportement d'un métal de réseau cubique centre : le fer armco 0.02%c. A l'aide de nombreux résultats expérimentaux. la première partie de cette thèse est consacrée a une étude bibliographique dont laquelle la sensibilité du comportement des métaux cc a la vitesse de déformation, à la température est mis en évidence, l'indication de la possibilité de l'apparition des macles pour les grandes vitesses de déformation, l'existence pour les métaux cc des limites d'élasticité inférieure et supérieure et ensuite les éléments de la théorie de dislocation. La deuxième partie présente des techniques expérimentaux utilisées et les relations de dépouillement des résultats. La troisième partie est consacrée a la représentation des résultats et leur analyse. Plusieurs constations expérimentaux dans cette thèse : des limites d'élasticité qui augmente avec la vitesse de déformation, les différences de sensibilité à la vitesse selon le type de chargement et l'effet de la vieillissement sur le pics d'élasticité. Enfin, l'introduction d'un modèle base sur l'activation thermique qui fait introduire les notions de la contrainte interne et effective régissant l'écoulement plastique dont l'évolution est liée a l'énergie d'activation.
Author: François Buy
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
LA DEMANDE DE PLUS EN PLUS IMPORTANTE DE CALCULS RESTITUANT LA REPONSE DE STRUCTURES A DES SOLLICITATIONS DYNAMIQUES NECESSITE LE DEVELOPPEMENT DE MODELES DE COMPORTEMENT TRES ELABORES. EN EFFET, LA RESOLUTION DE CE TYPE DE PROBLEMES FAIT APPEL AUX EQUATIONS D'ETAT D'UNE PART, ET, D'AUTRE PART, AUX LOIS DE COMPORTEMENT MECANIQUE DES MATERIAUX EN CAUSE. LA FORMULATION DE CES DERNIERES DOIT REPONDRE A DEUX IMPERATIFS: ? RETRANSCRIRE UN ENSEMBLE DE FAITS EXPERIMENTAUX ET ? PREDIRE LE COMPORTEMENT DU MATERIAU SOUS CERTAINES CONDITIONS DE CHARGEMENT. A PARTIR DU COMPORTEMENT MECANIQUE DU TANTALE, NOUS AVONS TENTE DE COMPRENDRE ET DE RETRANSCRIRE LES PHENOMENES REGISSANT LE COMPORTEMENT DES MATERIAUX A STRUCTURE C.C.. IL A ETE MIS EN EVIDENCE QUE LA DEFORMATION PLASTIQUE NE PEUT PAS RENDRE COMPTE DE L'ETAT PHYSIQUE DU MATERIAU CAR LA CONTRAINTE D'ECOULEMENT DEPEND DU TRAJET DE CHARGEMENT. LE MODELE FORMULE PAR J.R. KLEPACZKO QUI SE BASE SUR L'EVOLUTION D'UN UNIQUE PARAMETRE D'ETAT (LA DENSITE TOTALE DE DISLOCATIONS) A DEJA MONTRE UN TRES BON ACCORD AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX POUR LES METAUX A STRUCTURE C.F.C.. NOUS AVONS EFFECTUE SUR UN TANTALE POLYCRISTALLIN DE HAUTE PURETE ET A TEMPERATURE AMBIANTE DES TORSIONS QUASI STATIQUES, DYNAMIQUES AINSI QUE DES ESSAIS DE SAUT DE VITESSES EN UTILISANT UN DISPOSITIF DE BARRES DE HOPKINSON DE TORSION. BIEN QU'IL SOIT POSSIBLE D'ADAPTER CE MODELE A UN PARAMETRE AUX DONNEES EXPERIMENTALES AVEC UNE BONNE ADEQUATION, L'INTRODUCTION D'UN SECOND PARAMETRE D'ETAT (LA DENSITE DE DISLOCATIONS MOBILES) EST APPARUE NECESSAIRE POUR UNE MEILLEURE COMPREHENSION ET RESTITUTION DES PHENOMENES QUI SURVIENNENT AU COURS DE L'ECOULEMENT PLASTIQUE. NOUS PRESENTONS UNE PROCEDURE PERMETTANT DE DETERMINER ANALYTIQUEMENT LES CONTRIBUTIONS DE LA MICROSTRUCTURE ET DES CONDITIONS DE CHARGEMENT SUR LA CONTRAINTE D'ECOULEMENT. NOUS COMPARONS ENFIN LES RESULTATS EN COMPRESSION ET EN TORSION. LE COMPORTEMENT DU TANTALE SE REVELE TRES SENSIBLE AU TYPE DE SOLLICITATION CE QUI LIMITE AUJOURD'HUI LE MODELE PROPOSE.
Author: Marwan Jarkas
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Languages : fr
Pages : 230
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L'objet de cette thèse est le développement d'un modèle de loi de comportement viscoplastique pour le titane-alpha, qui se base sur l'évolution de la microstructure. Afin d'établir le cadre de l'étude et d'isoler les variables que nous utilisons par la suite, nous commencons par présenter les phénomènes qui sont généralement observés lors de la déformation plastique. Le premier problème qui se pose lors de l'établissement d'une loi de comportement est le choix des variables internes (comme la densité de dislocations et la présence des macles). Celles-ci doivent être indépendantes et représentatives des phénomènes que l'on veut modéliser. De plus, elles doivent être opérationnelles, c'est-à-dire que l'on peut effectivement mesurer leur valeur expérimentale, de préférence simplement, sinon directement. La première partie expérimentale comprend la mise au point d'un dispositif de compression et une série d'essais mécaniques sur le titane pure. La méthode expérimentale adoptée pour nos essais est l'impact direct. Cette méthode complétement originale consiste en un impact direct du projectile à bout plat, propulsé par un canon à gaz, sur l'éprouvette. Ce dispositif permet d'atteindre de très hautes vitesses de déformation (5 10 4 s - 1) et de choisir à l'avance la vitesse d'impact du projectile. La seconde partie consiste en la reformulation d'un modèle à partir de considérations sur les mécanismes physiques et la restitution de phénomènes liés à l'histoire du chargement
Author: Antoine Juanicotena
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Languages : fr
Pages : 293
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Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'étude et la modèlisation du comportement viscoplastique des matériaux metalliques dans le domaine des grandes déformations homogènes aux grandes vitesses de déformation, de 10[à la puissance]4 à 10[à la puissance]5 s[à la puissance] -1. Nous définissons une méthodologie permettant de restituer le comportement mécanique de l'acier à blindage Mars 190 et du tantale dans le domaine visé. Dans un premier temps, l'étude des mécanismes physiques de la viscoplasticité montre la nécessite de prendre en compte certains mécanismes fondamentaux de la déformation plastique. A partir de là, l'examen de différentes lois de comportement permet d'extraire le modèle de Preston-Tonks-Wallace, qui restitue notamment le phènomene physique de saturation de la contrainte d'écoulement aux grandes déformations. Dans une deuxième partie, une caractérisation mécanique intègrant l'influence du mode de chargement, de la vitesse de déformation et de la température est menée sur les deux matériaux d'étude. Cette étude expérimentale permet entre autres de déterminer les coéfficients associés aux modèles de Johnson-Cook, Zerilli-Armstrong et Preston-Tonks-Wallace pour chaque matériau. Dans un troisième temps, afin de tester et de valider les modèles, nous concevons et développons un dispositif expérimental capable d'atteindre le domaine d'étude : l'essai d'expansion de sphère. Il s'agit d'imposer une expansion radiale libre à une enveloppe sphérique mince au moyen d'une onde de choc générée par un explosif. A partir de la mesure de vitesse d'expansion radiale, nous pouvons déterminer les contraintes, déformations et vitesses de déformation appliquées à l'enveloppe sphérique au cours du temps. Dans une quatrième et derniere partie, nous évaluons les modèles hors de leur domaine d'identification. Cette validation est effectuee par confrontations expériences/calculs, à l'aide d'essais de validation dont l'experience d'expansion de sphère et l'essai de Taylor.
Author: Mohammed Zenasni
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Languages : fr
Pages : 312
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L'influence de l'effet de changement de vitesse de déformation sur le comportement plastique du cuivre est bien connue, mais il n'existe, dans la littérature, que très peu d'essais systématiques permettant la mise en évidence de cet effet en grandes déformations. C'est dans ce but que nous avons mis au point et réalisé un programme d'essais des éprouvettes de cuivre sur un dispositif des barres de Kolsky en torsion. Les nombreux résultats expérimentaux ont permis de tracer des courbes contraintes-déformations à différentes vitesses de déformation ainsi qu'avec changement de vitesse. Les comparaisons avec les calculs obtenus à partir d'un modèle basé sur l'évolution de la structure (densité de dislocation) ainsi que l'activation thermique sont en bon accord et montrent la nécessite de tenir compte de deux types de sensibilités : une sensibilité instantanée à la vitesse et une sensibilité de l'écrouissage à la vitesse
Author: Mohamed Rhayour
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Languages : fr
Pages : 205
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Book Description
Le but principal de cette étude est la construction d'un modèle de comportement pour décrire l'écoulement viscoplastique des matériaux métalliques à structure cubique centrée dans le domaine de l'activation thermique. Le modèle proposé est développé à partir d'une approche semi-empirique basée sur les mécanismes micro-physiques de déformation. L'essentiel de cette modélisation consiste en une reformulation des équations d'évolution de la microstructure en tenant compte d'une nouvelle approche théorique, les variables microstructurales étant la densité de dislocations mobiles et la densité de dislocations immobiles. Les résultats de cette étude sont appliqués pour analyser les effets de la vitesse de déformation sur le comportement d'un acier industriel codifié par le signe IFR-340 sous des conditions de chargement à grande vitesse de déformation. Les paramètres du modèle sont identifiés pour cet acier à partir de résultats d'essais réalisés en traction uniaxiale dans une large gamme de vitesse. Les prévisions théoriques du modèle permettent d'interpréter certains aspects de l'écoulement plastique des matériaux métalliques à structure cubique centrée à partir de l'évolution de la microstructure. Par la suite, le modèle développé est implanté dans la version explicite du code de calcul ABAQUS. Cette implantation à permis l'utilisation de ce modèle pour analyser la réponse thermomécanique d'une tôle d'acier soumise à un chargement en traction dynamique. La comparaison entre les prévisions du modèle développé dans ce travail et celles du modèle de Johnson-Cook montre clairement l'intérêt des avantages apportés par l'utilisation des modèles basés sur l'évolution de la microstructure
Author: Nasser-Eddine Zeghib
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Languages : fr
Pages : 74
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Book Description
On a étudié le comportement plastique des aciers doux dans le domaine du vieillissement dynamique. Pour cela, on a effectué des essais de traction sur l'acier XC18 recuit dans une gamme de température allant de 305 k à 776 k avec des vitesses de déformation de 1.10(4) s-1 à 1.85.10(1) s-1. L'analyse des résultats obtenus est faite sur la base d'un modèle de multiplication des dislocations. Le principal élément de la modélisation est l'introduction du mécanisme d'accumulation des dislocations dans le domaine du vieillissement dynamique. L'originalité de l'approche proposée concerne la prise en compte du vieillissement dynamique par l'addition d'un terme au coefficient de multiplication des dislocations. Le modèle de la diffusion statique a été corrigé pour des situations dynamiques. Le modèle vérifié numériquement prévoit correctement le maximum dû au vieillissement dynamique des courbes contrainte-température et met en évidence l'influence de la vitesse de déformation
Author: Claude Fressengeas
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Languages : fr
Pages : 352
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Book Description
L'instabilité de la déformation plastique des matériaux est couramment observée lors de processus à grande vitesse. La localisation de la déformation qui en résulte peut provoquer la rupture. Son étude nécessite des lois de comportement adaptées aux grandes déformations et aux grandes vitesses de déformations et aux grandes vitesses de déformation. Nous présentons des modèles d'écrouissage cinématique en grande déformation, basés sur différentes dérivées objectives et pourvus d'effets de mémoire. Puis une approche de l'adoucissement textural des métaux aux grandes vitesses est proposée, où l'on considère que les glissements sur les plans cristallographiques suivent une loi visqueuse. Les conséquences sur l'instabilité de la déformation plastique sont discutées. Les influences des facteurs stabilisants : écrouissage, sensibilité à la vitesse, inertie, conduction thermique, et des facteurs déstabilisants : adoucissement thermique et géométrique, sur la ductilité sont illustrés en traction. L'accent est porté sur les effets d'inertie et les effets thermiques qui peuvent être prépondérants aux grandes vitesses. Les méthodes de linéarisation sont discutées. Des analyses non linéaires sont présentées, qui permettent de décrire l'accroissement dynamique de la ductilité, et son affaiblissement adiabatique. Les résultats sont comparés aux résultats expérimentaux disponibles. On montre que les concepts d'instabilité et de localisation de l'écoulement sont différents, et que la formation des bandes de cisaillement n'est pas en général correctement prédite par le concept d'instabilité, mais par celui de localisation. Une méthode de perturbations relatives est présentée qui prend en compte le caractère instationnaire de la déformation homogène, et permet d'étudier la localisation. Les critères d'instabilité et les critères de localisation fournis par la méthode relative sont comparés; tous sont confrontés aux données expérimentales. L'influence des défauts et de l'adiabaticité de la déformation sur l'instabilité et la localisation sont discutées. On présente des résultats non linéaires relatifs à la formation de bandes de cisaillement dans les matériaux sans écrouissage. Pour des conditions à la limite isothermes, on met en évidence une contrainte critique au-delà de laquelle la déformation plastique est instable. Pour des conditions adiabatiques, une méthode de perturbations non linéaires relative fournit une approximation de la déformation critique de localisation, qui est comparée à la valeur calculée numériquement
Author: Mehdi Ben Tahar
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Languages : fr
Pages : 258
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Book Description
Le procédé d'hydroformage repose sur la déformation plastique d'une forme première (tôle,tube) sous l'action combinée d'un fluide sous pression et d'un outil rigide. L'objet de ces travaux est de contribuer à la modélisation de ce procédé. Cette contribution s'articule autour de trois problématiques essentielles: la caractérisation rhéologique, la prédiction des défauts de striction et le développement d'algorithmes adaptés à la simulation de l'hydroformage. - l'identification expérimentale des courbes d'écrouissage en grandes déformations est nécessaire afin d'éviter toute extrapolation intempestive au cours d'une simulation numérique. À cet effet, un essai de gonflage circulaire, analysé selon un modèle homogène, a été mis en place. Des résultats très satisfaisants ont pu ainsi être obtenus grâce notamment à la mesure locale du rayon de courbure de la tôle.- la prédiction de la striction au cours de l'opération d'hydroformage est essentielle pour la maîtrise de ce procédé. Dans cette optique, le critère de force maximum modifié a fait l'objet d'une étude détaillée. Il a été démontré que la forme locale de la surface de charge constitue le facteur le plus influant sur les prédictions du modèle . Le problème de la dépendance de la clf au trajet a éte également abordé, nous avons pu mettre l'accent sur l'utilité d'une représentation des clf dans l'espace des déformations équivalentes afin de s'affranchir de cette dépendance. Enfin, nous avons proposé un modèle intégrant l'effet de la sensibilité à la vitesse de déformation. La confrontation avec les résultats expérimentaux de tôles en acier a montré une amélioration des prédictions mais le modèle reste relativement
Author: Shiwei Yang
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Languages : fr
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Book Description
La localisation de la déformation en bandes de cisaillement est un phénomène lié aux grandes déformations qui concerne la mise en forme à froid des métaux et alliages. Les mécanismes de formation et de propagation des micro et macro bandes de cisaillement dans les monocristaux et bicristaux de cuivre déformés en traction simple et en laminage ont été étudiés expérimentalement. Il a été montre que l'importance de la localisation des macro-bandes de cisaillement dépendait de l'écrouissage des grains et donc des contraintes internes liées à la présence des joints de grains. La nature des interactions entre les bandes de cisaillement et les joints de grains a été analysée. Du point de vue theorique, une théorie simplifiée de la post bifurcation a été proposée dans le cas d'un monocristal plan, rigide plastique, se déformant suivant deux systèmes de glissement plastique et obéissant au critère de Schmid. L'étude a consisté en la détermination des amplitudes de cisaillement sur les systèmes de glissement dans la bande et la matrice. Le problème se ramène à l'étude d'une fonction c dépendant de l'état de contrainte, de l'écrouissage et de la géométrie des systèmes de glissement actifs. Les résultats de cette étude montre que l'activation d'une bande cisaillement (c=0) conduit à une décharge de la matrice (c0), la déformation étant alors localisée dans la bande, puis a une saturation de la bande (c0) s'accompagnant d'une reprise de la déformation plastique dans la matrice jusqu'à ce que les conditions de bifurcation soient de nouveau vérifiées dans la matrice adjacente. Ces résultats sont en accord avec les observations de propagation des microbandes dans les mono et bicristaux et polycristaux. Nous avons également montré que la bifurcation était favorisée par les adoucissements géométrique et de vertex, et qu'elle dépendait fortement des propriétés d'écrouissage
