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Analyse multi-échelle de la localisation plastique générée par choc laser

Matériaux et applications Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

La localisation de la déformation plastique dans les enveloppes métalliques en expansion dynamique est étudiée depuis plusieurs années au CEA/DAM. En complément d'essais d'expansion par explosif, la mise en vitesse de feuilles métalliques minces par choc laser permet d'obtenir des états de traction biaxiale représentatifs du chargement dans un élément d'enveloppe. Ce type de dispositif est en cours de mise en oeuvre au CEA/DAM et génère des vitesses de déformation de l'ordre de 10000/s sur des portions de feuilles de dimensions centimétriques. L'évolution vers des configurations de taille millimétrique permettra à terme d'aller vers des régimes de taux de déformation plus élevés actuellement inexplorés. Pour ces géométries, dont l'épaisseur est faible par comparaison à la taille des grains, l'incidence de la microstructure du matériau (taille et forme des grains, texture,...) est vraisemblablement forte et une analyse du processus à cette échelle trouve toute sa pertinence.
L'objectif de la thèse est d'analyser la localisation de la déformation plastique dans une feuille métallique mince d'un matériau métallique de structure cristalline cubique centrée (BCC) sollicitée par choc laser. Le phénomène sera étudié à l'aide de simulations numériques intégrant la physique opérant à l'échelle de la microstructure: glissement plastique et couplage éventuel avec le maclage. Une approche polycristalline homogénéisée, mettant en oeuvre un modèle de plasticité isotrope intégrant une densité de dislocations moyenne, et une approche en champ complet représentant les grains, leurs orientations cristallines et les systèmes de glissement associés seront comparées.

Laboratoire

DPTA
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