Détail de l'offre

Informations générales

Délai de traitement

3 mois

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Intitulé de l'offre

Stage - Ingénieur/Master - Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Sujet de stage

Modélisation micromécanique du comportement élastoviscoplastique vieillissant d'alliages de zirconium

Durée du contrat (en mois)

4 mois minimum

Description de l'offre

Le comportement mécanique des matériaux métalliques est généralement modélisé en considérant ceux-ci comme homogènes. Or, les phénomènes de plasticité cristalline à l'échelle des grains ainsi que le caractère polycristallin de ces matériaux contrôlent, au premier ordre, leur comportement. Afin de tenir compte du caractère hétérogène de ces matériaux, des modèles polycristallins en champs moyens, fondés sur les méthodes d'homogénéisation sont développés depuis de nombreuses années. Ces modèles ont notamment été appliqués à la simulation du comportement des alliages de zirconium. Néanmoins, les domaines d'application de ce type de modèles restent encore limités. L'objectif de ce travail est de mettre en œuvre un modèle d'homogénéisation en champs moyens permettant de décrire la réponse non linéaire d'alliages de zirconium soumis à des chargements thermomécaniques et neutroniques représentatifs des conditions en service, normales ou accidentelles. Des résultats expérimentaux obtenus sur différents alliages de zirconium sont déjà disponibles, mais les modèles polycristallins disponibles actuellement ne permettent pas la simulation de ces essais. Dans un premier temps, le travail de stage de Master portera sur la formulation et l'implémentation d'un modèle incrémental dans le contexte de comportements non linéaires et vieillissants. Pour cela, nous nous appuierons sur l'approche à variables internes proposée dans [1]. Elle a déjà fait l'objet de travaux dans le contexte de matériaux polycristallins avec un comportement linéaire vieillissant [2,3]. Au cours de cette étude, elle sera étendue aux comportements non linéaires. Nous adopterons une description classique de la plasticité cristalline avec des lois phénoménologiques à l'échelle des systèmes de glissement. D'un point de vue microstructural, un polycristal modèle 2D sera tout d'abord envisagé afin de tester le modèle micromécanique. Celui-ci sera notamment comparé à des simulations thermomécaniques sur des microstructures d'agrégats de grains à l'aide d'une méthode d'homogénéisation numérique par transformée de Fourier [4,5]. [1] J.-M. Ricaud and R. Masson. Effective properties of linear viscoelastic heterogeneous media: Internal variables formulation and extension to ageing behaviours. Int. J. Solids Struct. 46 (2009), 1599 -1606. [2] R. Masson, R. Brenner and O. Castelnau. Incremental homogenization approach for ageing viscoelastic polycrystals. C. R. Mecanique 340 (2012), 378 -386. [3] Q. H. Vu, R. Brenner, O. Castelnau, H. Moulinec, and P. Suquet. A self-consistent estimate for linear viscoelastic polycrystals with internal variables inferred from the collocation method. Modell. Simul. Mater. Sci. Engng 20 (2012), 024003. [4] H. Moulinec and P. Suquet. A numerical method for computing the overall response of nonlinear com- posites with complex microstructure. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 157 (1998), 69 -94. [5] L. Gélébart and R. Mondon-Cancel. Non-linear extension of FFT-based methods accelerated by conjugate gradients to evaluate the mechanical behavior of composite materials. Comput. Mater. Sci. 77 (2013), 430 -439.