Etude comparative des modèles phénoménologiques de comportement sous chargements cycliques

Abstract

Dans l’essentiel de notre travail, nous nous sommes attachés à une étude comparative des modèles de comportement, sous chargements cycliques de traction-compression, sur l’acier inoxydable 304L. La simulation numérique a été réalisée, à l’aide du logiciel commercial à base des éléments finis ANSYS 14, afin de prévoir le comportement du matériau, en se basant sur les modèles élasto-plastiques (isotrope linéaire, cinématique linéaire, et modèle de Chaboche). Le travail se compose de deux parties essentielles : 1. Partie expérimentale : Dans laquelle, nous avons présenté la base de données expérimentale fournie par le professeur LAKHDAR TALEB (I.N.S.A de ROUEN) pour des essais réalisés sur l’acier inoxydable 304L à une température ambiante, et sous un chargement purement mécanique. Les résultats d’un essai sous traction monotone, nous a permis de déterminer, les caractéristiques mécaniques statiques du matériau, notamment, les paramètres de l’écrouissage qui traduisent le comportement élastoplastique de l’acier. 2. Partie numérique : Dans laquelle une modélisation numérique est effectuée sur le logiciel de calcul ANSYS. Les résultats de simulation de l’essai cyclique de traction-compression, à contrainte imposée, permettent de conclure que : D’une manière générale, les modèles linéaires (isotrope et cinématique) conduisent à des résultats non satisfaisants, par rapport à l’expérimentation. Ces lois, de comportement, génèrent une plastification très importante du matériau, à partir du premier cycle, et une accommodation, dans l’évolution des déformations totales, ce qui implique une grande divergence, par rapport, aux résultats obtenus, par les essais. Le modèle de CHABOCHE, qui tient compte, aussi bien, de l’effet de l’écrouissage isotrope, que, celui de l’écrouissage cinématique, montre une meilleure adaptation de la loi de comportement du matériau pour reproduire correctement les effets des chargements cycliques exercés sur notre éprouvette.Les résultats obtenus permettent d’avoir une allure très proche des courbes données par l’expérimentation. Nous avons montré, que les modèles, représentant l’élasto-plasticité linéaire, sont de purs modèles théoriques, dont le champ d’application industrielle demeure réduit. C’est, la combinaison des divers termes représentant ces phénomènes, qui permet de se rapprocher du comportement réel des matériaux. Bien évidemment, ces combinaisons, et donc la loi de comportement, varient d’un matériau à un autre, et peuvent être également, fonction du type de chargement et de l’intensité de celui-ci. Ce travail pourra être suivi, dans le cadre du futur projet, en mettant en évidence d’autres paramètres, afin de mieux comprendre, le comportement du matériau, nous citons, à titre d’exemple, les points suivants : Effectuer une analyse du comportement du matériau sous des sollicitations thermiques ou thermomécaniques. Etendre l’analyse aux divers types de chargements (intensités, seuils, fréquences,…). Etudier le cas d’un chargement multiaxial.