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Aldo Marano (Centre des Matériaux, Mines ParisTech, Evry) Modélisation et simulation de la localisation intra-granulaire du glissement plastique : de la plasticité cristalline classique à la plasticité à gradient

Séminaire mécanique des solides
Date: 2020-01-29 14:00

Lieu: 4 place Jussieu, tour 55-65 4ème étage, salle 401B "Paul Germain"

Dans les matériaux polycristallins, le glissement plastique se développe à l’intérieur des grains en formant des bandes de localisation de la plasticité, dont la formation est liée à des mécanismes adoucissants à l’échelle microscopique. Il en existe deux types : les bandes de glissement et les bandes en genou, qui sont deux phénomènes physiques différents. Or, la capacité des modèles basés sur la plasticité cristalline adoucissante à prédire correctement les caractéristiques  physiques de ces deux modes de localisation, fondamentale pour la modélisation micro-mécanique des matériaux cristallins, a été peu étudiée. Les travaux présentés ici constituent un effort de généralisation de l’étude de ce problème. Elle se compose, d’une part, d’une modélisation théorique de ces deux modes, fondée sur l’analyse de bifurcation, et d’autre part de simulations polycristallines à haute résolution associées à des méthodes de post-traitement des champs originales permettant l’identification de la nature des bandes de localisation simulées (Figure 1). Ces simulations, exigeantes en ressources, reposent sur une implémentation massivement parallèle des méthodes FFT pour l’homogénéisation périodique, et ont nécessité de nombreux développements numériques au sein du code AMITEX_FFTP, qui seront présentés également. Cette méthode, appliquée à des modèles génériques et adoucissants, a permis de montrer une limite physique fondamentale de la plasticité cristalline classique, à savoir l’incapacité de distinguer bandes en genou et bandes de glissement au point de bifurcation [1]. Enfin, ces travaux ont également permis de mettre en évidence la nécessité de prendre en compte la courbure du réseau cristallin, dans le cadre théorique de la plasticité à gradient basée sur une contribution énergétique du tenseur de Nye, pour capturer les principales caractéristiques physiques de ces deux modes de localisation.

 

aldomarano

Figure – Carte des modes de localisation intra-granulaires construite à partir d’une simulation polycristalline (CFC) de plasticité cristalline classique adoucissante, analysée à l’aide d’une méthode de traitement d’image. Les joints de grains sont en gris, les bandes en genou en bleu (perpendiculaires aux plans de glissement, voir A), les bandes de glissement en rouge (parallèles aux plans de glissement, voir B), et les traces des plans de glissement actifs du grain en jaune. Résolution : 2003 voxels.

 

[1] Aldo Marano, Lionel Gélébart et Samuel Forest. “Intragranular localization induced by softening crystal plasticity : Analysis of slip and kink bands localization modes from high resolution FFT-simulations results”. In : Acta Materialia 175 (2019), p. 262-275. doi : https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.06.010.

 

 

 

 

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  • 2020-01-29 14:00