Comportement et endommagement de composites renforcés à matrice métallique : prévisions numériques à l'échelle micro- et macroscopique
Institution:
Lille 1Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Les simulations à l'échelle microscopique montrent une forte influence des paramètres géométriques tels que la quantité, la forme et la distribution des phases dures sur le champs local de contraintes et de déformations. L'apparition initiale d'endommagement est contrôlée par la forme, la distance et l'orientation des phases dures voisines de la direction principale de charge. La perte soudaine de capacité de charge par microfissuration affecte la redistribution des contraintes et favorise la défaillance des phases dures voisines. Dans le cas ou celles-ci ne sont pas distribuées régulièrement sur la microstructure mais concentrées en dehors des colonies, le degré de la continuité de ces colonies devient un paramètre important : la largeur des bandes de la matrice dans le cas d'arrangements groupes (clusters) agit comme un obstacle à l'unification des microfissures des clusters adjacents. En outre, différentes méthodes de transition entre l'échelle micro- et macroscopique ont été développées. Des méthodes d'homogénéisation sont appliquées afin de prevoir le comportement global à partir des propriétés équivalentes du composite.
Abstract FR:
Durant les dernières années, l'intérêt des industriels pour les matériaux avancés possédant des caractéristiques mieux adaptées à leur utilisation a intensifié considérablement la recherche en micromécanique. L'objectif est d'acquérir une meilleure compréhension de la liaison entre la microstructure et les caractéristiques mécaniques macroscopiques. Les paramètres d'influence de cette relation sont d'une part la topologie de la microstructure et d'autre part le comportement de chaque composant individuel (déformation plastique, endommagement, etc. ). Le développement d'un modèle numérique, basé sur les observations expérimentales d'un acier d'outil bi-phasique, a permis d'étudier le comportement et l'endommagement de composites renforcés à matrice métallique. Différents critères d'endommagement locaux combinés à des méthodes de simulations avancées ont été proposés. Ceci afin de simuler la défaillance locale des phases dures (hp) par fissuration ou décohésion et afin de prévoir l'initiation de l'endommagement ductile de la matrice métallique (mm). Pour une analyse précise du comportement de la matrice à hautes déformations plastiques, la théorie géométriquement linéaire élasto-plastique a été étendue aux grandes déformations.