Caractérisation avancée des matériaux en vue de la prédiction de la localisation sur des tôles minces
Auteur / Autrice : | Nesrine Ksiksi |
Direction : | Pascale Balland, Laurent Tabourot |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences pour l'ingénieur |
Date : | Soutenance le 09/12/2016 |
Etablissement(s) : | Université Grenoble Alpes (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Systèmes et matériaux pour la mécatronique (Annecy ; 2006-....) |
Jury : | Président / Présidente : Marc Lomello-Tafin |
Examinateurs / Examinatrices : Ndèye Awa Sène | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Boudeau, Halim Haddadi |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La détermination des conditions de chargements limites qui produisent une localisation du matériau est toujours un enjeu important, notamment lorsqu'il s'agit d'optimiser les dimensions d'outillage lors d'opérations durant lesquelles le matériau est fortement sollicité. Différents travaux récents ont montré que l'hétérogénéité structurale intrinsèque à tout matériau métallique joue un rôle important dans les différents stades de déformation. Le rôle des hétérogénéités sur la localisation n'est cependant pas abordé. L'objectif de cette thèse est donc de déterminer si l'hétérogénéité structurale des matériaux a un impact sur la localisation des matériaux ductiles. Une action corollaire est alors de valider le recours à des modèles qui intègre cette hétérogénéité pour obtenir des meilleurs résultats.Cette étude comprend deux volets. Le premier volet expérimental a pour objectif de constituer un référentiel expérimental qui met en évidence l'impact du facteur hétérogénéité sur la localisation. Différentes éprouvettes de titane ont été préparées de façon à obtenir différents degrés d'hétérogénéités. Deux paramètres ont été utilisés à cette fin : l'épaisseur et la structure cristalline. Le titane permet en effet de disposer de matériaux à structure hexagonale et cubique centrée qui présentent des possibilités d'accommodation plastique très différentes. Des essais de traction et d'expansion ont ainsi été pratiqués sur des éprouvettes de titane de tôle fine et épaisse dans les structures α et β du titane de nuance T40. Trois tôles différentes : Tiα(tôle fine); Tiα(tôle épaisse) et Tiα+β(tôle épaisse) ont été utilisées lors des essais. Pour obtenir les tôles Tiα+β un traitement thermique a été optimisé et l’analyse des tôles a été effectuée à l’aide de plusieurs techniques comme le MEB, les rayons X et l'ATD. Un second volet numérique s'est appuyé sur deux modèles pour réaliser la simulation des essais expérimentaux. Un premier modèle de type phénoménologique ''classique'', sans facteur d'hétérogénéité a tout d'abord été utilisé pour simuler le comportement idéal d'un matériau homogène. Dans un second temps, le recours à un modèle qui intègre une dimension physique, l'hétérogénéité, a montré que cette dernière a une incidence notable et permet d'améliorer la prédiction du phénomène de localisation.