Thermoplasticité dynamique incorporant le comportement post-critique en présence des Bandes de Cisaillement Adiabatique (BCA) et d’un endommagement associé
Résumé
Cette contribution concerne la description du comportement thermo-élasto/viscoplastique d’une classe des alliages métalliques haute résistance incorporant le stade post-critique en présence des bandes de cisaillement adiabatique (BCA). Le cisaillement adiabatique par bande localisée, assimilé dans le cadre de ce modèle à un processus de dégradation anisotrope, est traité dans le contexte de la thermodynamique des processus irréversibles, incluant les potentiels thermodynamiques énergie libre et de dissipation, et dans le cadre d’une formulation en grandes déformations inélastiques anisotropes. La forme des lois d’état et d’évolution reflète le couplage fort qui lie les deux mécanismes dissipatifs considérés ici, à savoir la plasticité et la dégradation/BCA. Les conditions propices à l’amorçage du cisaillement adiabatique ont été obtenues à partir d’une analyse simplifiée issue de la méthode des perturbations linéaires. Le modèle tridimensionnel ainsi construit [1] est fondé sur un postulat d’échelle et sur une approche multi-échelles spécifiques : la bande est contenue dans le volume représentatif du matériau. Ce modèle a été implanté en tant que matériau utilisateur dans le code de calculs par éléments finis LS-DYNA. La confrontation des résultats numériques aux résultats expérimentaux concernant le cisaillement rapide d’une structure chapeau et la pénétration dynamique d’un projectile dans une plaque de protection [2] a mis en évidence les performances du modèle en terme de robustesse, de sensibilité à la taille de maille et de capacités prédictives. Les observations expérimentales, dans les conditions des faibles triaxialités (positives et négatives) du chargement, indiquent la compétition qui s’opère au sein du matériau entre endommagement ductile par croissance des micro-cavités et localisation BCA, selon la vitesse de chargement appliquée, basse et haute [3]. Le modèle résumé plus haut, élargi récemment, fait un lien entre les deux mécanismes précités.