Analyse et modelisation de la rupture ductile par des modeles micromecaniques fondes sur l'approche locale

• Auteur / Autrice : JEROME CHAMBERT
• Direction : Alain Vergne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

L'objet de cette these est d'apporter une contribution a l'etude de la rupture ductile des metaux en s'appuyant sur des modeles micromecaniques fondes sur l'approche locale. Les modeles developpes sont obtenus par homogeneisation d'un volume elementaire representatif (ver). Ils sont compares a une modelisation numerique du ver, puis mis en uvre sur des calculs par elements finis d'eprouvettes. Nous en deduisons une procedure d'identification des parametres de modeles de type gurson sans recourir, autant que possible, a une calibration par comparaison entre resultats experimentaux et numeriques. Ce travail comporte trois parties. Dans la premiere partie, une etude bibliographique sur les mecanismes physiques de la rupture ductile souligne l'influence de la seconde population de cavites sur la coalescence. L'approche locale de la rupture ductile est presentee en insistant particulierement sur les modeles micromecaniques de croissance et coalescence de cavites. Dans la deuxieme partie, deux nouveaux modeles sont formules a partir du couplage du modele de gurson-tvergaard-needleman (gtn) avec un critere de coalescence, soit de thomason (modele gtnt), soit de perrin (modele gtnp). L'interet principal de ces modeles est de determiner la porosite critique a coalescence. Par comparaison avec des calculs de cellule, nous montrons que le modele gtnp donne de meilleurs resultats que le modele gtnt en termes de porosite critique et de deformation a coalescence. La troisieme partie est consacree a la mise en uvre de ces modeles dans un code de calcul, ainsi qu'a leurs validations sur des eprouvettes axisymetriques entaillees. Nous montrons que la porosite critique ne peut pas etre consideree, en toute rigueur, comme une constante du materiau. Finalement, la comparaison de simulations issues du modele gtnp avec des resultats experimentaux nous permet de proposer une methodologie d'identification des parametres du modele gtn, qui est appliquee sur une eprouvette ct.