Thèse soutenue

Développement d'outils de dimensionnement d'applications en alliages à mémoire de forme à base Fer : prise en compte du couplage transformation de phase - glissement plastique

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Auteur / Autrice : Walid Khalil
Direction : Tarak Ben ZinebCéline BoubyAlain Mikolajczak
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance le 16/05/2012
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Energies et Mécanique Théorique et Appliquée
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Shabnam Arbab Chirani, Christoph Odenbreit, Etienne Patoor
Rapporteur / Rapporteuse : Tarak Bouraoui, Djimédo Kondo

Résumé

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Les AMF à base fer se distinguent par la présence d'un couplage entre la transformation de phase et le glissement plastique. Pour caractériser leur comportement thermomécanique, des essais cycliques de chargement mécanique effectués à différentes températures et à différents niveaux de chargement, suivis par chauffage, ont été effectués. Ceux ci nous ont permis de distinguer les spécificités des AMF à base fer comme la non linéarité des interactions inter et intragranulaires, l'évolution des contraintes critiques avec la température, l'effet de la déformation plastique sur celle de transformation et l'activation de la transformation inverse uniquement par chauffage. En s'inspirant des résultats de ces essais, une loi de comportement, intégrant toutes ces spécificités, est proposée. Elle dérive d'une expression de l'énergie libre de Gibbs issue de considérations micromécaniques. Elle présente deux variables internes, la fraction volumique de martensite pour décrire la transformation de phase et le taux de plasticité pour le comportement plastique. Cette loi a été implémentée dans le code éléments finis Abaqus via la subroutine UMAT. Elle a été validée par comparaison des simulations numériques avec les résultats expérimentaux. Suite à cette validation, des applications en AMF à base fer ont été étudiées. Les résultats obtenus ont montré la capacité du modèle à être utilisé comme outil de dimensionnement de structures en AMF à base fer