Simulation numérique du comportement cyclique de polycristaux de nickel^*

Modelling the behaviour of cyclically loaded nickel polycrystals

¹ Commissariat à l’énergie atomique, Saclay, France
² Université technique de Dresde, Allemagne

Reçu : 20 Janvier 2010

Résumé

Un modèle de comportement élastoplastique cyclique cristallin est proposé pour les métaux et alliages cubiques à face centrée, et en particulier pour le nickel. Il est utilisé lors de simulations par éléments finis de la déformation cyclique uniaxiale d’un polycristal non-texturé, représenté par l’assemblage de grains à géométrie cubique et à orientation cristalline aléatoire. Ce modèle distingue les grains pour lesquels l’axe de chargement se situe dans la partie centrale du triangle stéréographique standard (auxquels un mode de déformation en glissement planaire est imposé) et les grains pour lesquels il est situé près des bords du triangle standard (auxquels un comportement en glissement multiple est attribué). Les résultats des simulations obtenus sont en accord avec les données expérimentales disponibles, autant au niveau de la courbe d’écrouissage cyclique, qu’au niveau des boucles d’hystérésis décrivant le comportement stabilisé. Ce modèle sera ensuite employé pour l’étude de la localisation de la déformation sous forme de bandes de glissement persistantes, comme observé lors du chargement cyclique de polycristaux de nickel.

Abstract

In order to study the strain localisation in fatigue, an elastoplastic model is developed to describe the cyclic behaviour of face-centered cubic polycrystals. This model, based on crystalline plasticity laws, distinguishes two categories of grains: the ones for which the loading axis is located in the centre of the standard stereographic triangle, and the ones for which it is not. A planar slip deformation mode is assigned to the former grains and a multiple slip deformation mode is assigned to the latter. The results obtained by modelling the cyclic behaviour of nickel polycrystals without texture are in agreement with experimental data concerning both the cyclic stress-strain curve and the hysteresis loops describing the stabilized behaviour.