Vers une modélisation approfondie de l'endommagement ductile dynamique : investigation expérimentale d'une nuance de tantale et développements théoriques

Towards an extensive modelling of dynamic ductile damage : experimental investigation of a grade of tantalum and theoretical developments

• Auteur / Autrice : Gilles Roy
• Direction : André Dragon, Hervé Trumel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Essais dynamiques

Ondes de choc

Modèles mathématiques

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Ductilité

Tantale

Résumé

L'objectif du travail de thèse est la proposition d'une méthodologie d'étude expérimentale et théorique de l'endommagement sous choc des matériaux métalliques ductiles, en vue du développement d'une modélisation physique. Une nuance pure de tantale sert de support à l'analyse. L'influence de la micro-inertie sur l'évolution de l'endommagement ductile sous choc est essentielle. Elle introduit des longueurs caractéristiques de la microstructure. Pour la prendre en compte, une modélisation multi-échelles décrivant l'évolution de cette microstructure est nécessaire. En conséquence les travaux s'attachent d'abord à caractériser expérimentalement pour le tantale les différentes phases du processus d'endommagement, à savoir la germination, la croissance et la coalescence des micro-cavités. Les résultats obtenus orientent les travaux d'analyse micromécanique qui aboutissent à la suggestion d'un cadre de modélisation basé sur une double transition d'échelle adaptée au régime dynamique.

The aim of the thesis work is the proposition of a method for the experimental and theoretical study of shock-induced damage in ductile metals, with view to a physically-based constitutive modelling. A high purity grade of tantalum is selected to support the analysis. The influence of micro-inertia on dynamic ductile damage evolution is essential. It introduces some characteristic lengths related to the microstructure. To take inertia into account, a multi-scale modelling describing some evolution of this microstructure is needed. Consequently, the analysis first relies on the experimental characterization of the stages of the damage process, that is for tantalum micro-void nucleation, growth and coalescence. The results guide the micromechanical analysis which leads to the suggestion of a model framework based on a two-scale micro-macro transition fitted with the dynamic context.