Investigation des effets de taille sous chargements complexes par la dynamique des dislocations discrètes en 3D

Abstract

Bien qu’ils présentent des fortes capacités en matière de prédiction des effets de taille, les modèles de plasticité à gradient développés dans la littérature manquent encore de maturité pour être appliqués dans le monde industriel. Il a été démontré que ces modèles peuvent conduire à des phénomènes méconnus sous certains chargements complexes, comme l’apparition de ‘gaps’ élastiques qui caractérisent la classe de modèles à gradient la plus utilisée dans la littérature. Ce phénomène, qui consiste en un retardement de l'écoulement plastique suite à un changement infinitésimal dans les conditions aux limites, n’a pas encore été observé dans la réalité et sa nature physique ne cesse de susciter la controverse [1,2]. Dans le but d’élucider le mystère des ‘gaps’ élastiques, ce travail propose d’appliquer la dynamique des dislocations discrètes en 3D (DDD-3D) pour faire une étude approfondie des effets de tailles dans les monocristaux sous chargements proportionnels et non-proportionnels complexes. Les résultats obtenus ont permis de reproduire des effets intéressants prouvés expérimentalement, comme l’effet « Hall-Petch », l’écrouissage non-linéaire de type III d’Asaro [3] ou encore la plasticité réversible [4]. Toutefois, aucun signe de ‘gaps’ élastiques n’a été obtenu, même sous des chargements non-proportionnels générant de tels ‘gaps’ en appliquant des modèles de plasticité à gradient. Ceci constitue une première preuve que ces ‘gaps’ peuvent ne pas être physiques.