Author: Véronique Jeanclaude
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Languages : fr
Pages : 274
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L'effet Portevin-Le Chatelier se manifeste par la propagation de bandes de déformation plastique localisée. Les modèles locaux utilisant le concept de sensibilité à la vitesse négative sont incapables de rendre compte quantitativement du phénomène de propagation ; c'est pourquoi deux modèles non locaux sont considérés, pour un matériau soumis à une traction simple à taux de contraintes imposé. Le modèle de second gradient, utilise précédemment dans la littérature, traduit des interactions par contraintes internes ; il ne produit pas les tendances expérimentales. En effet la vitesse de propagation pour un Al-5%mg ne décroit pas de façon monotone lorsque la vitesse négative instable et inaccessible à l'expérience. On propose un second modèle s'appuyant sur un mécanisme de propagation par glissement dévié des dislocations vis, formellement assimilable à une diffusion de la déformation plastique. Il conduit à une équation non locale de type réaction-diffusion. Une analyse non linéaire exacte permet de construire un cycle dans l'espace de phase et de déterminer la vitesse de propagation des bandes ; celle-ci décroît bien de façon monotone pour un Al-5%mg. Les valeurs de la vitesse obtenues sont en outre satisfaisantes pour une valeur plausible du coefficient de diffusion. Le cycle est linéairement instable ; toutefois la vitesse de propagation n'est pas remise en cause dans l'instabilité. Les effets non linéaires sont localement déstabilisants mais globalement stabilisants. Un comportement irrégulier, voisin du cycle périodique, n'est donc pas exclu par le modèle, et semble être observé lors de certains essais
Author: LAHCEN.. QUAOUIRE
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Languages : fr
Pages : 158
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L'EFFET PORTEVIN-LE CHATELIER (PLC) EST L'UNE DES FORMES LES PLUS FASCINANTES DE L'INSTABILITE DE LA DEFORMATION PLASTIQUE. CE PHENOMENE SE MANIFESTE PAR LA GENERATION REPETEE ET LA PROPAGATION DE BANDES DE DEFORMATION PLASTIQUE LOCALISEE LE LONG D'UNE EPROUVETTE DE TRACTION. L'EXPERIENCE MONTRE QUE L'EFFET PLC EST SOUVENT APERIODIQUE ET CERTAINES MODELISATIONS SUGGERENT QUE LA DYNAMIQUE DU PHENOMENE PEUT ETRE CHAOTIQUE DETERMINISTE. AFIN DE VERIFIER CETTE SUGGESTION, L'ETUDE MENEE DANS CE TRAVAIL S'APPUIE SUR L'INFORMATION CONTENUE DANS LES VARIATIONS TEMPORELLES DE LA CONTRAINTE LORS D'ESSAIS DE TRACTION A VITESSE DE DEFORMATION CONSTANTE. DANS CETTE TECHNIQUE D'ANALYSE, DIVERS OUTILS SONT MIS EN UVRE : D'ABORD LA METHODE DES RETARDS QUI PERMET DE RECONSTRUIRE LE PORTRAIT DE PHASE D'UN SYSTEME DYNAMIQUE A PARTIR D'UNE SERIE TEMPORELLE DE L'UNE DES VARIABLES D'ETAT DU SYSTEME. LA STRUCTURE FRACTALE DU PSEUDO-PORTRAIT DE PHASES OBTENU SUGGERE QUE LA TRAJECTOIRE DE PHASE DU SYSTEME CONVERGE VERS UN ATTRACTEUR ETRANGE QUI EST LE REFLET D'UNE DYNAMIQUE CHAOTIQUE DETERMINISTE. ENSUITE, UNE CONFIRMATION DE L'EXISTENCE D'UN ATTRACTEUR ETRANGE EST REALISEE PAR LE CALCUL DE SA DIMENSION FRACTALE. L'APPLICATION DE L'ALGORITHME DE GRASSEBERGER-PROCACCIA MONTRE L'EXISTENCE D'UNE DIMENSION FRACTALE DONT LA VALEUR EST LEGEREMENT SUPERIEURE A TROIS. ENFIN, MOYENNANT L'ALGORITHME DE GAO-ZHENG, UNE PROPRIETE CRUCIALE DES SYSTEME CHAOTIQUE DETERMINISTE QUI EST LA SENSIBILITE AUX CONDITIONS INITIALES EST PROUVEE PAR L'OBTENTION D'UN EXPOSANT DE LYAPUNOV POSITIF. LES RESULTATS CI-DESSUS PERMETTENT DE CONCLURE QUE LA DYNAMIQUE SOUS-JACENTE A L'EFFET PLC EST CHAOTIQUE DETERMINISTE ET, VU LA VALEUR DE LA DIMENSION DE L'ATTRACTEUR ETRANGE ASSOCIE, UNE DESCRIPTION DE CE PHENOMENE DOIT PRENDRE EN CONSIDERATION AU MOINS QUATRE PARAMETRES D'ETAT DU SYSTEME CE QUI EST COMPATIBLE AVEC CERTAINES THEORIES.
Author: Mohammed Dablij
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Languages : fr
Pages : 141
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L'instabilité de la déformation plastique liée au phénomène Portevin-Le Chatelier (PLC) se manifeste par l'apparition et la propagation de bandes de déformation. L'hétérogénéité de la déformation qui en résulte dégrade la formabilité du matériau et donne un aspect rugueux à la surface après formage. Pour éviter ces effets néfastes, il est nécessaire de bien cerner les facteurs qui conditionnent le déclenchement de ces instabilités. Bien que le phénomene PLC soit connu depuis longtemps, les modélisations et les résultats expérimentaux sont encore fragmentaires et parfois contradictoires. L'objectif du présent travail est la caractérisation de l'instabilité plastique PLC dans trois alliages d'aluminium-magnésium à la température ambiante ; d'une part, en étudiant les caractéristiques des bandes de déformation et les divers aspects de cette instabilité sur les courbes contrainte-déformation ; d'autre part, en mettant en évidence l'influence de la teneur en magnésium et de l'état microstructural initial sur le déclenchement de l'effet PLC. L'étude expérimentale a été menée dans un large intervalle de vitesses de chargement en utilisant deux types de machines de traction : une machine dure ou la vitesse de déformation est imposée, et une machine souple ou la vitesse de contrainte est imposée. L'evolution de la déformation critique à laquelle apparait l'effet PLC avec la vitesse de chargement, présente en général deux branches : une ascendante décrite qualitativement par les modèles basés sur le processus de vieillissement dynamique, et une descendante prévue par les modèles prenant en compte les effets de précipitation dynamique et de cisaillement de précipités. Une saturation au cours de la déformation et une sensibilité négative à la vitesse de déformation des caractéristiques des décrochements sur machine dure ont été observée. Ces résultats sont en accord avec les modèles macroscopiques de l'effet PLC bases sur une sensibilité négative à la vitesse de déformation. L'étude des variations des caractéristiques de bandes PLC, au cours de la déformation et en fonction de la vitesse de chargement, a été effectuée. La diminution de la vitesse de propagation de bande avec la vitesse de chargement concorde qualitativement avec les prévisions de certains modèles théoriques. Nous avons trouvé une similitude entre les évolutions de la déformation et de la vitesse de déformation dans les bandes. Enfin, l'étude comparative entre les trois alliages a montré que la teneur en magnésium et l'état microstructural initial influent de manière significative sur les conditions d'apparition et l'aspect du phénomène PLC. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse constituent une contribution visant à approfondir la compréhension de l'effet PLC, et à fournir une base de données expérimentales pouvant aider à développer de nouvelles modélisations théoriques.
Author: Scott Victor Franklin
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Category : Deformations (Mechanics)
Languages : en
Pages : 278
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Author: Sabah Bakir
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Languages : fr
Pages : 0
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Parmi les instabilités plastiques observées dans la déformation des alliages métalliques, le phénomène Portevin-le Chatelier (plc) est le plus couramment rencontre. Ce phénomène résulte d'un mécanisme de vieillissement dynamique du à l'interaction entre les atomes de solutés et les dislocations mobiles. Des effets de dissolution et reprécipitation en cours d'essai peuvent se superposer à ce mécanisme. La conséquence de ces interactions est la baisse de la sensibilité à la vitesse de déformation qui peut devenir négative. Le but du présent travail est l'étude des caractéristiques de l'instabilité plastique plc. Des essais de traction ont été effectues entre -60c et 100c, sur des alliages al-mg sollicites dans une large plage de vitesses de chargement sur deux types de machines: - machine souple ou la vitesse de contrainte est imposée. - machine dure ou la vitesse de déformation est imposée. L'effet plc se traduit par des bandes de déformation qui se propagent à travers l'éprouvette d'essai. Les résultats expérimentaux obtenus dans cette étude concernent essentiellement les vitesses de propagation, les déformations et les vitesses de déformation de ces bandes. L'examen de l'évolution des déformations critiques #c pour l'apparition du plc ou des vitesses de bande fait apparaitre que ces grandeurs passent par une transition dans le domaine des vitesses de sollicitation intermédiaires. La comparaison des résultats expérimentaux avec les approches théoriques qui tentent d'expliquer l'effet plc, montrent que les modèles de vieillissement dynamique rendent compte qualitativement de l'évolution de #c aux vitesses de chargement élevées. Aux faibles vitesses de sollicitation, le comportement inverse de #c résulte de la coexistence du vieillissement dynamique avec les effets de reprécipitation après dissolution. L'ensemble des résultats obtenus dans ce travail permet d'élargir les connaissances actuelles sur le phénomène plc et de mieux appréhender ses effets néfastes sur la formabilité des métaux.
Author: Jacques Besson
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9048133564
Category : Science
Languages : en
Pages : 433
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In mechanical engineering and structural analysis there is a significant gap between the material models currently used by engineers for industry applications and those already available in research laboratories. This is especially apparent with the huge progress of computational possibilities and the corresponding dissemination of numerical tools in engineering practice, which essentially deliver linear solutions. Future improvements of design and life assessment methods necessarily involve non-linear solutions for inelastic responses, in plasticity or viscoplasticity, as well as damage and fracture analyses. The dissemination of knowledge can be improved by software developments, data base completion and generalization, but also by information and training. With such a perspective Non-Linear Mechanics of Materials proposes a knowledge actualization, in order to better understand and use recent material constitutive and damage modeling methods in the context of structural analysis or multiscale material microstructure computations.
Author: Holm Altenbach
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3709113717
Category : Science
Languages : en
Pages : 403
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On the roots of continuum mechanics in differential geometry -- a review.- Cosserat media.- Cosserat-type shells.- Cosserat-type rods.- Micromorphic media.- Electromagnetism and generalized continua.- Computational methods for generalized continua. The need of generalized continua models is coming from practice. Complex material behavior sometimes cannot be presented by the classical Cauchy continua. At present the attention of the scientists in this field is focused on the most recent research items • new models, • application of well-known models to new problems, • micro-macro aspects, • computational effort, and • possibilities to identify the constitutive equations The new research directions are discussed in this volume - from the point of view of modeling and simulation, identification, and numerical methods.
Author: Sumio Murakami
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9400726651
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 420
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Recent developments in engineering and technology have brought about serious and enlarged demands for reliability, safety and economy in wide range of fields such as aeronautics, nuclear engineering, civil and structural engineering, automotive and production industry. This, in turn, has caused more interest in continuum damage mechanics and its engineering applications. This book aims to give a concise overview of the current state of damage mechanics, and then to show the fascinating possibility of this promising branch of mechanics, and to provide researchers, engineers and graduate students with an intelligible and self-contained textbook. The book consists of two parts and an appendix. Part I is concerned with the foundation of continuum damage mechanics. Basic concepts of material damage and the mechanical representation of damage state of various kinds are described in Chapters 1 and 2. In Chapters 3-5, irreversible thermodynamics, thermodynamic constitutive theory and its application to the modeling of the constitutive and the evolution equations of damaged materials are descried as a systematic basis for the subsequent development throughout the book. Part II describes the application of the fundamental theories developed in Part I to typical damage and fracture problems encountered in various fields of the current engineering. Important engineering aspects of elastic-plastic or ductile damage, their damage mechanics modeling and their further refinement are first discussed in Chapter 6. Chapters 7 and 8 are concerned with the modeling of fatigue, creep, creep-fatigue and their engineering application. Damage mechanics modeling of complicated crack closure behavior in elastic-brittle and composite materials are discussed in Chapters 9 and 10. In Chapter 11, applicability of the local approach to fracture by means of damage mechanics and finite element method, and the ensuing mathematical and numerical problems are briefly discussed. A proper understanding of the subject matter requires knowledge of tensor algebra and tensor calculus. At the end of this book, therefore, the foundations of tensor analysis are presented in the Appendix, especially for readers with insufficient mathematical background, but with keen interest in this exciting field of mechanics.
Author: Gérard A. Maugin
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1441956956
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 337
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In their 1909 publication Théorie des corps déformables, Eugène and François Cosserat made a historic contribution to materials science by establishing the fundamental principles of the mechanics of generalized continua. The chapters collected in this volume showcase the many areas of continuum mechanics that grew out of the foundational work of the Cosserat brothers. The included contributions provide a detailed survey of the most recent theoretical developments in the field of generalized continuum mechanics and can serve as a useful reference for graduate students and researchers in mechanical engineering, materials science, applied physics and applied mathematics.
