Modélisation du comportement endommageable d’un acier en présence du vieillissement
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Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri Tizi-Ouzou
Abstract
L’objectif de ce travail à été de modéliser le comportement d’un matériau candidat pour la
construction des tuyauteries du circuit secondaire des centrales nucléaires à eau pressurisée.
Ces tubes sont soumis, en conditions de fonctionnement, à une pression de l’ordre de 70 à 80
bars et à des températures allant jusqu’à 250°C. Soumise à des températures élevées
(TU48C).
L’origine physique du vieillissement a été beaucoup étudiée en relation avec le phénomène
de Piobert Lüdres. Mais son influence sur les propriétés mécaniques et notamment sur la
rupture des aciers reste très controversée. Notre démarche doit aboutir à la proposition d’un
modèle mécanique robuste, utilisable dans le code de calcul par élément finis et tenant compte
des mécanismes de déformations susceptible d’influencer le comportement mécanique de
notre matériau. Pour y parvenir, nous avons tout d’abord présenté les résultats expérimentaux
obtenus par J. BELOTTEAU qui ont servit de comparaison aux prédictions numériques des
lois de comportement choisies dans cette étude. Ensuite, un modèle élasto-plastiques basés
sur l’hypothèse de la décomposition de la déformation totale en une partie élastique et une
partie plastique. Une extension de ce modèle tenant compte de l’effet du vieillissement
statique et de l’endommagement à été réalisé. Enfin, nous avons appliqué le modèle de
comportement développé pour simuler la rupture en présence de vieillissement statique. Le
comportement élastoplastique en traction a d’abord été étudié, à l’aide des simulations sur
éprouvettes plate. Le modèle EKMC permet de prévoir correctement le comportement de
notre matériau en présence du vieillissement.
L’étude bibliographique nous offre un certain nombre d'approches très diverses qui
permettent de décrire le comportement mécanique des métaux au cours de la déformation
plastique. Mais ne décrivent pas suffisamment bien les phénomènes mis en jeu, tels que le
phénomène Piobert Lüders et ne permettent généralement pas de mettre la main sur les
origines et les aspects physiques de la déformation plastique des métaux.
Pour décrire le comportement en présence de vieillissement sous déformation, le modèle
d’Estrin-Kubin-Mc Cormick (EKMC) a été utilisé en faisant l’hypothèse de mécanismes
d’ancrage similaires pour les vieillissements statique et dynamique. Les paramètres du modèle
ont été identifiés à 20°C en utilisant la base de données expérimentale de Belotteau (2009),
élargie par des essais de traction simple par Huaidong Wang (2011). Une fois les paramètres
identifiés, des simulations par éléments finis sont réalisées afin de comparer les résultats de
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Conclusion générale
simulation avec le jeu de paramètres identifiés et les résultats expérimentaux. Le modèle ainsi
identifié décrit bien les effets observés expérimentalement : pic et paliers de Lüders,
augmentation de ܴ , liée aux phénomènes d’ancrage.
Pour conclure tout cela, des lois phénoménologique ont été utilisés afin d’élaboré un modèle
qui prédit correctement le comportement élastoplastique en présence du vieillissement couplé
a l’endommagement à été établie et à donné satisfaction sur tous les plans, pour les structures
en 3D.
Description
50 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)
Keywords
Acier, Vieillissement, Modélisation numérique
Citation
Comportement et mise en forme des matériaux