LMS- Les Equipes. Equipes. Bornert M, C. Stolz, E. Chabert J. Raphanel

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1 LMS- Les Equipes Equipes E1 Expérimentation et Modélisation Multiéchelles des Matériaux Crépin J., A. Dimanov Bornert M, C. Stolz, E. Chabert J. Raphanel E2 Pb Inverses/identification/optimisation Bonnet M., Constantinescu A. H. D. Bui E3 Mécanique & Micromécanique de la rupture Doquet V., Doquet V., Tien Nga Le Nguyen Q. Son E4 Dynamique Mohr D. Gary G. E5 Durabilité et fatigue des structures Habibou M. Habibou M. Constantinescu A. C. Stolz, P. Le Tallec H.D. Bui E6 Sols-Roches et Ouvrages Bérest P. Bérest P. Nguyen Minh Duc J.Salençon Luong Minh Phong E7 Multiéchelle, Complexité et biomécanique Truskinovsky L. Allain J.M. E8 Mécanique à l interface homme-machine Boutillon X.

2 Plateformes PL1 Moyens de Chargements V. De Greef P. Valli Presses, Barres,Aile5, Bat65 PL2 Microscopie et essais in situ D. Caldemaison MeB, EBSD, machines in situ (traction-torsion) PL3 Caractérisation physique J.C. Eytard Ultrasons, thermographie PL4 Informatique pour l expérimentation H. Gharbi Données, Labview PL5 Logiciels P. Hennion Abaqus, Castem,

3 Modélisation Thématiques Mécanique de la rupture Elastoplasticité Fatigue, Thermomécanique Homogénéisation linéaire et non-linéaire Calcul à la rupture, charge-limite Comportement Dynamique Problèmes inverses et identifications Géomécanique, sols et ouvrages Endommagement, Usure, contact Stockage souterrain, tunnels et puits

4 Atouts Expérimentaux Un parc expérimental important Presses ( 5) Barres Hopkinson Bâtis de fluage 3 MeB + machines in situ Imagerie CCD, Thermographie Compétences à toutes les échelles, pour la plupart des matériaux Développement d approches originales sur le plan expérimental, théorique et de la modélisation

5 Méthodologie micromécanique Microstructures Champs locaux Sollicitation mécanique Comportement et mécanismes locaux Comportement ou réponse globale Physique Changement d échelle Démarche déclinée à diverses échelles pertinentes Établir les liens entre propriétés mécaniques globales des matériaux et des structures, comportements élémentaires (mécaniques-physiques-chimiques ) et distributions spatiales au sein des microstructures

6 Composantes 1) Microstructures Observation expérimentale Analyse d image / analyse statistique Génération de microstructures représentatives PL2 2) Réponses mécaniques globales et locales Solliciter et observer à diverses échelles Mesure de champs cinématiques : CIN 2D(+t), 3D Analyses statistiques, recherche de VERs Fusion champs mécaniques / microstructures (+ autres : EA, diffraction ) Évolutions de microstructures 3) Identification et Simulations des mécanismes dans leur environnement local Dialogue mesures - calculs d agrégats - identification Simulations de mécanismes avec couplages

7 4) Méthodes de changement d échelle Homogénéisation non linéaire - réponses globales et fluctuations locales - nouvelles formulations et leur évaluation Morphologies plus complexes (Motifs, échelles multiples, interphases, ) Dialogue avec l expérience et la simulation numérique (EF, FFT, DM) Homogénéisation et stabilité 5) Simulations numériques multiéchelles

8 Essais mécaniques avec suivi optique multiéchelle Nombreuses variations ( ) Thèse MD 2005 Thèse AR 2004 Adaptations en cours in situ MEB ou MO, ou Macro/MO sur machine macro ATIP + thèse FV 2004/2005 ASTRE 2005 Du µm au cm

9 Microgrilles Marquages (suivi CIN) Mouchetis Pas 0,3 à 20µm 5mm macro-méso 1,5mm Contraste naturel (aérographe) Grilles FEG : pas 360 nm Contraste naturel / modes d éclairage

10 Microstructure réelle (Zr, EBSD) Agrégats polycristallins 3D représentatifs Analyse statistique 2D - Texture cristallographique - (Tailles, Formes, Orientations) de grains Confrontation Ajustement Modèle 3D paramétré Coupe 2D virtuelle

11 2) Mesure de champs cinématiques : développements / application CIN Logiciel de corrélation d images 2D/3D - dimension temporelle (suivi) - discontinuités et mécanismes - évolution des microstructures 10µm Glissement interfacial, - Quantification locale - Contribution macroscopique - Logiciels LMS installé chez divers partenaires

12 Polycristaux : couplage EBSD-microextensométrie Zr recristallisé, Superposer des données issues de deux analyses réalisées dans des conditions différentes EBSD: Tilt 70 WD 25mm G 100 Imagerie : Tilt 0 WD 10mm G 220 =100µm =100µm Joints de grains Superposition (Gélébart 02) Cartographie des déformations équivalentes

13 Compression TiAl EBSD Microextensométrie Maillage microstructure 100 µm MINIMISATION DE L'ECART Conditions aux limites expérimentales

14 Modélisation Initiation de défauts : Critères mécaniques fondés sur des analyses de stabilité-bifurcation Rupture et transformation de phase Stabilité du front de rupture, de dégradation Représentation, problèmes ouverts Transition d échelle Passage atomistique micro Potentiel local entre atomes, passage et lien échelle supérieure Projet en cours d élaboration, (coll CEA) Fissuration interface (nano-structures) Critère de rupture d interface, identification, méthodes Mesures de champ, inversion, lois locales Couplage des échelles Passage d une échelle à une autre, longueur caractéristique,

15 Modélisation Blister test : décohésion de films minces Stabilité-bifurcation du front, critère dépend de la modélisation, Fissure : Pb d échelle, initiation Passage du mécanisme à l échelle supérieure, définition de critère intrinséque Problèmes d évolution : stabilité-bifurcation Décohésion, fissuration, rupture, plasticité, bande de glissement

16 Conclusion et perspectives Pertinence des approches Méthodes d analyse et expériences adaptées Passage 2D-3D, Transition échelle Pertinence des critères (lois) dépend de l échelle (rupture, initiation de défauts, mécanismes,...) Approche expérimentale à toutes les échelles couplée modélisation-simulation-identification Pertinence de nos approches (exp-mod) à des échelles plus fines?