ĐẠI HỌC PARIS 13Chủ 2 - cơ khí và vật lý vật liệuBÁO CÁO THỰC TẬPTiêu đề khóa học:TÍNH TOÁN CỦA CÁC LỰC LƯỢNG NÚT DO APHÂN CHIA TRÊN MỘT YẾU TỐ BỀ MẶTTAM GIÁC TUYẾN TÍNHTrình bày bởi: hoàng khiêmKhung: Ông Sylvain QUEYREAU, giảng viênVilletaneuse, tháng 9 năm 2013 Trang 1Bảng nội dungRemercicements ................................................................................................................................ 21. INTRODUCTION ................................................................................................................. 32. ETUDE BIBLIOGAPHIE ...................................................................................................... 42.1 lời nhắc trên mô hình Eshelby: [Pinot 2010], [hoàng et al. 2011], [Zain 1998]... 42.1.1 bao gồm vấn đề (vấn đề tôi)... 42.1.2 vấn đề inhomogeneity (vấn đề II)... 52.2 sự tương tác giữa một phân chia và một bao gồm hình trụ [Dundurs 1969]... 62.2.1 các tương tác của các phân chia sống... 62.2.2 phân chia góc nói chung vị trí trong ma trận... 72.3 khớp nối động phân chia trong phần tử hữu hạn... 83 THỰC HIỆN THỰC TẾ CỦA ESHELBY TRONG COMSOL VẤN ĐỀ... 93.1. Problème considéré ....................................................................................................... 93.2. kiểm tra các điều kiện của mô phỏng... 103.2.1 inhomogeneity của ESHELBY... 103.2.2. Inclusion d’ESHELBY ............................................................................................... 113.3. trường hợp vật liệu đẳng hướng yếu... 133.3.1 các mạng của các hạt và ma trận trùng hợp. ...................................... 133.3.2 Ma trận và các hạt có một mối quan hệ hướng... 144. TÍNH TOÁN CỦA MỘT LỰC LƯỢNG NÚT CỦA MỘT PHÂN CHIA TRÊN MỘT PHẦN TỬ CỦASURFACE TRIANGLE .............................................................................................................. 194.1. Géométrie du problème................................................................................................ 194.2 phân tích biểu hiện của các lực lượng nút của phân chia... 224.3. Les intégrales initiales ................................................................................................. 274.4. Algorithme de calcul.................................................................................................... 28Conclusion ..................................................................................................................................... 29Bibliographies ................................................................................................................................ 30 Page 2RemercicementsJe voudrais premièrement exprimer mon remerciement à l’Institut de Galilée qui m’a donnél’occasion de faire ce stage.Je remercie le laboratoire LSPM de m’avoir permis de bien effectuer ce travail. Grâce à cetteopportunité, j’ai pu compléter ma formation et surtout j’ai obtenu plusieurs expériences detravail qui vont m’être très utiles à l’avenir.Je souhaite remercier particulièrement Monsieur Sylvain QUEYREAU, mon responsable destage, pour son accueil et son aide dans mon intégration au cœur et pour m’avoir accompagnédurant ces quatre mois. Pendant le travail, il m’a donné non seulement des connaissancesprofessionnelles mais aussi des conseils sur les problèmes que l’on peut rencontrer dans lemonde du travail.Je souhaite remercier également à Monsieur Radhi ABDELMOULA, mon responsable de laformation MPM2, pour ses partages de connaissance, pour ses conseils pendant le temps queje travaille au laboratoire.Je voudrais destiner un grand remerciement à mes amis du laboratoire LSPM qui m’ont aidébeaucoup pour que je puisse bien réaliser mon stage et m’ont particulièrement offert uneambiance amicale lors du travail. Page 31. INTRODUCTIONDans les alliages, l’ajout de particule de seconde phrase dans une matrice permet d’améliorerles propriétés mécaniques des matériaux.Un premier effet, beaucoup discutes, est l’Effet ESHELBY : parce que les propriétésmécanique sont différentes entre la particule et la matrice sont différents, ils existent unchamp de contrainte ( ) ij X dans la matrice ( X est ici le vecteur de position). Eshelby aproposé un modèle analytique dans le cas ou la matrice et la particule sont des milieuxisotropes élastiques parfaits. Ce modèle relativement simple marche bien pour les hypothèsesproposées et reste très utilisés comme dans les simulations de Dynamique de Dislocations. Dans les matériaux réels, il y a des dislocations qui sont les défauts linéaires du réseaucristallin qui sont associées à la plasticité, déformation irréversible des matériaux cristallins.Les dislocations sont aussi sources d’un champ de contrainte ( ) dislo ij X . Avant même que desdislocations entrent en contacte avec des particules, les deux champs de contrainte de vontinteragir. Il existe un modèle analytique [Dundurs] à deux dimensions de l’interaction d’unedislocation droite avec une particule cylindrique. Mais dans le cas général, on a besoin d’unmodèle à trois dimensions pour rendre le compte interaction de la dislocation et la particule.Une solution est alors un couplage entre Dynamique Dislocation (DD) avec les ElémentsFinis (EF).Dans ce couplage DD/EF, on a besoin de calculer la force nodale associée auxtractions non relaxées dues aux dislocations sur la surface du domaine considéré. Ceci est uncalcul très important qui met en jeu une intégrale triple (sur la surface de l’élément et le longde la dislocation). Ce calcul est généralement fait de manière numérique et il est donc trèscouteux. Un modèle analytique serait bien plus rapide et précis.Dans ce contexte, le premier objectif du stage est de se familiariser avec le modèle d’Eshelbyet « en explorer le domaine validé » par des simulations modèles en utilisant le logiciel EFCOMSOL.Dans un deuxième temps, on propose un modèle analytique pour le calcul des forcesnodales dues à une dislocation droite sur un élément de surface triangulaire. Les intégralestriples requises pour le calcul de la force nodale sont obtenues par une séquenced’intégrations et un formalisme en récurrence. Page 42. ETUDE BIBLIOGAPHIE2.1.Rappel sur le modèle d’Eshelby: [Pinot 2010], [Hoang et al. 2011], [Zaoui1998]Selon Eshelby, une inclusion est défini comme un sous-domaine 1 dans un domaine infini où une contrainte-libre eigenstrain ε*est prescrite à l'inclusion et est nulle en dehors. Lapropriété matérielle, notée CM est la même dans 1 et 1 . De la même manière, unehomogénéité définie comme un sous-domaine ΩH dans un domaine infini où lespropriétés des matériaux dans et H notée respectivement par CF et CM sontdifférentes.A partir des définitions ci-dessus, il est clair que, dans un problème de l’inclusion, uneeigenstrain est distribué dans un matériau homogène, tandis que pour le problèmed’inhomogénéité, un autre matériau est noyé dans une matrice homogène, conduisant à unmatériau hétérogène (composite). Les champs de déformation et de contrainte serontperturbés en raison de l'existence de l’eigenstrain ou de l'inhomogénéité. Problème de l’inclusion Problème de l’inhomogénéité2.1.1. Problème de l’inclusion (problème I)Une inclusion I est soumise à 0 ( : ) I L p C dans un milieu infini de modules 0 C soumis à Ehomogène à l’infini [Zaoui] :00 0 0:: ( : ) :I II IE P PC E I C P p Avec E : La déformation macroscopique Page 50 C : La matrice des constantes d’élasticité de la matrice dans le problème de l’inclusionI : La contrainte d’inclusion I : Tenseur unité du quatrième ordreI : La déformation d’inclusion 0 P : Tenseur précontrainte en dehors de l’inclusionI p : Le champ de précontrainteDans un problème a géométrie Centro-symétrique, le champ de déplacement est radiale, onobtient l’expression de la pression hydrostatique interne et la contrainte Von Mises extérieursuivants : [Hoang]int13312 (3 2 )(1 2 ) ( ) 3 ( 1) 2 (2 1)( ) 6 (1 ) 3 ( 1) 2 (2 1)hvMextrRRrR r 1 2 1 1 Avec R R R R / ( ) / représente la strain misfit (eigenstrain)R1 , R2 :Le rayon sans contrainte de la matrice et de la particule , : Les constants de Lamé : le coefficient de Poissonr : La norme du vecteur positionOn a vu que la contrainte Von mises à l’extérieur de la particule est indépendant avec r , ellen’est pas la fonction de r à l’intérieur2.1.2. Problème de l’inhomogénéité (problème II)Une hétérogénéité H est soumise à H c dans une matrice infinie 0 C soumis à E homogène àl’infini :0 0 10 0 1[ : ( )] :: [ : ( )] :H HH H HI P c C Ec I P c C E Où H c : La matrice des constantes d’élasticité de l’homogénéitéDans le problème symétrique, la pression hydrostatique interne int ( ) h r n’est pas la fonctionde la distance, et est uniforme partout à l’intérieur de l’inhomogénéité, la contrainte VonMises est une fonction qui dépend 3
1
r .
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