Literatura académica sobre el tema "Aciers anisotropes"

L'objet de ce travail est l'analyse experimentale et theorique en grandes deformations de l'ecrouissage isotrope et anisotrope des toles d'aciers laminees pour emboutissage profond. L'interet particulier porte sur l'influence de la morphologie et du degre d'anisotropie initiaux, ainsi que sur l'etude des essais hors-axes. Un programme experimental a ete developpe pour trois nuances d'acier, qui se distinguent par leurs textures morphologiques et par leur anisotropie initiales. Des methodes experimentales specifiques pour les essais hors-axes sur les materiaux anisotropes ont ete utilisees et developpees dans le souci permanent d'obtenir des donnees experimentales realistes et precises. Des essais sequentiels en traction-traction ont ete realises pour etudier la contribution des parametres suivants: grandeur et orientation de la predeformation, et orientation de la seconde traction simple. En fonction de ces parametres, les modules et les limites d'elasticite, les contraintes maximales, les deformations limites et les coefficients d'anisotropie, ainsi que les courbes d'ecrouissage sont presentes, mettant en evidence la complexite des phenomenes d'ecrouissage isotrope et anisotrope, l'influence de la morphologie et l'importance de l'anisotropie initiale. Les limites elastiques a 0. 2% de deformation irreversible sont modelisees correctement par le critere de plasticite propose par boehler, qui prend en compte l'orthotropie initiale et l'ecrouissage anisotrope. L'evolution du degre et du type de l'anisotropie est evaluee a l'aide de ce critere et par des parametres d'anisotropie definis de facon empirique

Dans le cadre de cette étude, l'influence de la pré-déformation sur l'anisotropie du comportement plastique et sur la ténacité d'un acier API X100 pour pipeline a été abordée. Une étude expérimentale approfondie de la microstructure, des propriétés mécaniques et de l'endommagement du matériaux a été mise en oeuvre. Un modèle phénoménologique anisotrope combinant les écrouissagesisotrope et cinématique a été développé dans l'objectif de rendre compte du comportement ductile de cet acier à haute résistance. De plus, un modèle d'endommagement anisotrope a été établi pour représenter l'effet de pré-déformation sur la ductilité et la ténacité de cet acier. L'application des modèles à la flexion sous contrainte illustre, par exemple, l'effet négatif de la pré-déformation sur la charge limite (Moment de flexion maximum) supportée avant flambement du pipe.

Le but de ce travail est d'étudier l'influence de la structure dendritique des soudures inoxydables anisotropes sur la propagation du faisceau ultrasonore. La bibliographie aborde les méthodes utilisées jusqu'à présent qui suivent toutes la même démarche : mesures de vitesses sur des échantillons de soudure, détermination de la surface des lenteurs. On montre alors que la vitesse, l'atténuation et la déviation du faisceau dépendent de l'angle entre l'axe des grains et le vecteur vitesse de phase. Dans tous les cas, le matériau est supposé homogène. Nous avons développé une méthode de mesures permettant de connaitre avec précision la répartition du champ ultrasonore dans l'acier. Une soudure anisotrope est découpée en secteurs semi-cylindriques possédant chacun une orientation dendritique spécifique. Des cartographies de la transmission du faisceau ultrasonore à travers ces échantillons sont effectuées. Le comportement du faisceau dans la soudure est bien mis en évidence. Une méthode de séparation entre le signal utile et le bruit de structure est présentée. Résultats : 1) la déviation du faisceau n'est pas mise en évidence. En revanche, le faisceau se divise quelle que soit l'orientation dendritique considérée. 2) la position des lobes ne varie ni avec la fréquence d'émission, ni avec le diamètre de l'émetteur. Cette division est probablement due à l'inhomogénéité du matériau. 3) des mesures de vitesses sur nos échantillons ont permis de calculer une déviation théorique du faisceau. Celle-ci est typique d'une soudure de structure orthotrope classique. La modélisation consiste à reproduire notre étude expérimentale à l'aide de codes de calculs utilisant la théorie de la propagation des ultrasons dans les matériaux homogènes orthotropes. La comparaison modèle-expérience n'est pas concluante. Nous avons mis en évidence la limitation des modèles actuels qui est l'homogénéisation du matériau.

Le renforcement par dispersion d'oxydes nanométriques permet, d'une manière générale, d'améliorer la résistance mécanique des matériaux métalliques. Il autorise donc une augmentation de leur température maximale d'utilisation. De nombreux travaux de recherche sont menés au Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives sur les aciers ODS, pour Oxide Dispersion Strengthened steels. S'inscrivant dans le cadre du développement du nucléaire civil de quatrième génération, ces travaux ont pour but de qualifier un matériau pouvant être utilisé en tant que matériau de gainage combustible à une température de 650℃. Ce travail de thèse a pour objectif d'améliorer la compréhension des propriétés mécaniques des aciers ODS, en cherchant d'une part à caractériser et à modéliser leur comportement en fluage, et d'autre part à caractériser leur nisotropie de comportement et à en identifier l'origine. Pour cela, de nombreux essais mécaniques ont été effectués entre 20℃ et 900℃ sur une nuance d'acier ODS ferritique de composition nominale Fe-14Cr1W0,26Ti + 0,3Y2O3 . Cette nuance a été élaborée au CEA, par mécanosynthèse puis extrusion à chaud, sous la forme d'une barre ronde. Les résultats obtenus démontrent la grande résistance mécanique à haute température de l'acier ODS étudié. Ils mettent également en évidence une forte dépendance de la ductilité et de la résistance du matériau vis-à-vis de la vitesse de sollicitation. Sur la base des différentes caractérisations expérimentales réalisées, un modèle de comportement macroscopique uniaxial a été développé. S'appuyant sur la description de trois écrouissages cinématiques et d'un terme de restauration statique, ce modèle démontre une capacité remarquable à reproduire le comportement mécanique du matériau en traction, en fatigue, en fluage et en relaxation. Par ailleurs, la caractérisation de l'anisotropie mécanique de la nuance d'acier ODS étudiée s'avère dépendre de la température. Deux modélisations polycristallines différentes ont été mises en place afin de reproduire cette anisotropie de comportement à partir des textures cristallographique et morphologique du matériau. Le désaccord observé entre les prévisions de ces modèles et les résultats expérimentaux conduit à formuler d'autres hypothèses sur la déformation des aciers ODS.

La bonne ténacité des aciers pour gazoducs aux basses températures est nécessaire pour éviter la propagation de fissures de manière catastrophique. Cette étude vise à améliorer la compréhension physique et l'évaluation quantitative du comportement à rupture des aciers pour gazoducs laminés à chaud, en nous intéressant plus particulièrement aux températures au pied de la transition ductile-fragile .La résilience de ces aciers est généralement validée à l'aide d'essais dits drop weight tear tests (DWTT), après lesquels le faciès de rupture doit contenir moins de 15% de zone fragile. Pour les aciers mis en forme par laminage thermomécanique (TMCP), des ruptures fragiles hors plan, comme le délaminage (qui se propage dans le plan de laminage de la tôle), et la rupture fragile en biseau le long des plans dits thêta (inclinés de 40° autour de la direction de laminage par rapport au plan de laminage) apparaissent dans la transition ductile-fragile. Ces modes de rupture, observés lors des essais de résilience (DWTT, Charpy) et de ténacité (CT), affectent la résistance à la rupture de ces aciers.L'anisotropie de l'écoulement plastique, puis celle de la sensibilité à la rupture par clivage ont été caractérisées en fonction de la température, à l'aide d'essais de traction sur des éprouvettes lisses et entaillées conçues pour cette étude. L'analyse mécanique de ces essais à l'aide de calculs par éléments finis a permis de déterminer des contraintes critiques de clivage dans les directions perpendiculaires au plan de laminage et aux plans thêta. Les valeurs obtenues dans ces directions sont de 25% inférieures à celles correspondant aux directions de laminage et travers long.L'anisotropie de la contrainte critique de clivage a été quantitativement corrélée à l'anisotropie de microtexture du matériau. Des entités appelées « facettes de clivage potentielles » ont été définies et mesurées dans cette étude, comme des régions contenant un plan {100} défavorablement orienté et dans lesquelles les fissures de clivage se propagent sans être arrêtées. Par exemple, un plan contenant 20% de facettes de clivage potentielles aurait une contrainte critique de clivage de 20% moins élevée qu'un plan présentant seulement 10% de facettes de clivage potentielles.La taille et la forme de ces facettes de clivage potentielles évoluent avec la déformation plastique. Par conséquent, la contrainte critique de clivage est affectée par l'historique de déformation. Dans le cas du délaminage, les facettes de clivage potentielles s'allongent au cours d'un chargement dans la direction travers long, conduisant à une augmentation de leur taille effective et par conséquent à une diminution (qui peut atteindre 30%) de la contrainte critique de clivage dans le plan de la tôle. Cette diminution facilite in fine l'apparition du délaminage. De plus, la présence de micro-fissures ductiles facilite la rupture par délaminage en modifiant l'état de contrainte local. Un critère a ainsi été proposé pour prédire numériquement l'amorçage du délaminage dans des éprouvettes de traction et/ou de résilience Charpy.L'application de cette approche à des échantillons traités thermiquement et à des échantillons pré-déformés a montré que la sensibilité au délaminage pouvait être contrôlée en modifiant la texture locale initiale du matériau<br>High toughness of pipeline steels at low temperature is required to avoid catastrophic propagation of brittle crack. The aim of the study is to improve physical understanding and quantitative assessment of the toughness behavior of hot-rolled pipeline steels, focusing on the lower part of the ductile to brittle transition temperature range.The impact toughness of these steels is commonly validated using drop weight tear tests (DWTT), on the basis of fracture surfaces that must exhibit less than 15% of brittle fracture appearance. In thermomechanical control processed steels, brittle out-of-plane cracks such as delamination (which propagates along the rolling plane), and brittle tilted fracture (BTF) along theta-planes (tilted around RD by 40° with respect to rolling plane), have been characterized in the ductile to brittle transition temperature range, for both industrial (DWTT) and laboratory Charpy impact tests. In both cases, as well as in fracture toughness tests, such brittle out-of-plane cracking has been shown to impair the impact toughness.The anisotropy in plastic flow and sensitivity to cleavage fracture has been characterized as a function of temperature, by using tensile tests on specifically designed smooth and notched specimens. From finite element mechanical analysis of these tests, critical cleavage stresses normal to the rolling plane and the theta-plane are considerably lower (around 25%) than for planes normal to the rolling and transverse directions.The anisotropy in critical cleavage stress has been quantitatively correlated to microtexture anisotropy. So-called “potential cleavage facets” have been defined and measured in this study, as regions with unfavorably oriented {100} planes, which are taken as unit crack paths for cleavage propagation. A sample containing 20% of potential cleavage facets had a critical cleavage stress 20% lower than a sample with only 10% of potential cleavage facets.The size and shape of these potential cleavage facets evolve during plastic deformation. Therefore, the critical cleavage stress was found to be affected by plastic strain history. In the case of delamination, potential cleavage facets along the rolling plane were elongated during loading, their area was increased and the corresponding critical cleavage stress decreased by around 30% with respect to the undeformed case. This made delamination cracking easier. Moreover, the presence of a ductile crack at the initiation site of delamination locally modified the stress state and also facilitated delamination occurrence. A criterion has been developed to numerically predict the onset of delamination in tensile and Charpy specimens.Application of this approach to heat-treated and to prestrained specimens eventually showed that it was possible to modify the sensitivity to delamination by strongly modifying the initial microtexture anisotropy

Cette thèse traite de l'anisotropie des bétons renforces de fibres courtes en acier (brf). L'intérêt de l'apport de fibres courtes en acier dans du béton réside dans l'augmentation de la ductilité qui en résulte. Cette ductilité est contrôlée par différents paramètres en particulier deux paramètres qui ont fait l'objet de notre étude: la fraction volumique de fibres et leur positionnement au sein de la matrice. Un modèle micromécanique développe dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles est propose pour décrire le comportement des brf en traction et en flexion. L'avantage d'une telle approche est qu'elle permet de choisir les variables d'état d'un point de vue moins phenomenologique et de calculer de façon exacte l'énergie stockée. L'identification du modèle se fait sur un brf a 0,3% pour des fibres orientées a 0 par rapport a la direction de chargement, via un essai particulier de traction permettant d'obtenir un endommagement diffus appelée essai p. I. E. D. Des validations sur des matériaux dont la fraction volumique ou l'orientation des fibres différent sont menées via l'essai p. I. E. D. Notons que le modèle pre-cite a été adapte afin de dépouiller les résultats expérimentaux issus de cet essai. Enfin une validation sur structure est réalisée via un essai de flexion 3 points sur un brf à 0,3% et 0

L’objectif de ce travail est de développer une modélisation prédictive du comportement et de la rupture ductile des matériaux métalliques à anisotropies initiales et induites par l’endommagement. La thermodynamique des processus irréversibles est utilisée comme cadre pour la formulation proposée. Le modèle de comportement est élastoplastique anisotrope avec écrouissage non linéaire isotrope et cinématique en grandes déformations plastiques, avec une théorie non associée à normalité associée, basée sur des normes de contraintes quadratiques. L’endommagement ductile anisotrope est décrit par un tenseur du second ordre symétrique dont l’évolution est décrites par des relations de type Lemaitre-Desmorat. Le couplage fort comportement-endommagement est réalisé dans le cadre de l’hypothèse de l’équivalence en énergie totale où l’effet de l’endommagement sur le comportement est introduit par un tenseur « effet d’endommagement » d’ordre quatre symétrique de type Murakami. Après une caractérisation expérimentale des mécanismes physiques de l’endommagement dans l’acier AISI 316L, le modèle de comportement avec endommagement a été identifié. Une fois discrétisé et implémenté dans le code de calcul de structures ABAQUS/Explicit®, une étude paramétrique et de nombreuses simulations numériques de l’endommagement anisotrope en mise en forme de quelques structures ont été réalisées et discutées en détail<br>The objective of this work is to develop a predictive modeling of behavior and ductile fracture of metallic materials with initial anisotropy and induced by the ductile anisotropic damage. Thermodynamics of irreversible processes is used as a framework for the proposed formulation. The model is anisotropic elastoplastic with non-linear isotropic and kinematic hardening under large plastic strains. It is formulated in the framework of the non-associative plasticity theory with associative normality rule and based on quadratic equivalent stress. The anisotropic ductile damage is described by a symmetric second-rank tensor whose evolution is described by Lemaitre /Desmorat type relationships. The strong damage-behavior coupling is done under the assumption of total energy equivalence where the effect of the anisotropic damage is introduced by a fourth-rank symmetric damage-effect tensor of Murakami kind.After an experimental characterization of the main physical mechanisms of anisotropic damage in stainless steel AISI 316L, the behavior model with damage has been identified. Once discretized and implemented in the computer code ABAQUS / Explicit ®, a parametric study and many numerical simulations of anisotropic damage in some metal forming processes have been carried out and discussed in detail

Le comportement plastique de trois aciers d'emboutissage est étudie par des essais de traction simple, de cisaillement simple monotones et bauschinger, et en trajets séquences de cisaillement simple traction simple notamment. L'anisotropie initiale et induite est mise en évidence. Un modèle macroscopique général de comportement rigide plastique en grandes transformations est présent. On adopte le critère de plasticité quadratique de Hill et une loi d'écoulement non associée, a potentiel quadratique orthotrope. L'écrouissage est isotrope et cinématique (a saturation), et on utilise une loi d'évolution du repère d'orthotropie. Trois modèles simplifies en sont dérives pour être identifies a partir des résultats expérimentaux obtenus