Multiscale modeling of the elasto-plastic behavior of architectured and nanostructured Cu-Nb composite wires and comparison with neutron diffraction experiments
Article dans une revue avec comité de lecture
Author
GU, T.
1157 Centre des Matériaux [CDM]
86289 Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
1157 Centre des Matériaux [CDM]
86289 Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
KLOSEK, Vincent
4728 Association EURATOM-CEA [CEA/DSM/DRFC]
53953 Institut Rayonnement Matière de Saclay (DRF) [IRAMIS]
300016 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives [CEA]
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300016 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives [CEA]
CASTELNAU, Olivier
86289 Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM]
302628 HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université [HESAM]
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302628 HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université [HESAM]
HERVÉ-LUANCO, Eveline
1157 Centre des Matériaux [CDM]
70384 Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles [LISV]
81173 Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines [UVSQ]
1157 Centre des Matériaux [CDM]
70384 Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles [LISV]
81173 Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines [UVSQ]
Date
2019Journal
International Journal of PlasticityAbstract
Nanostructured and architectured copper niobium composite wires are excellent candidates for the generation of intense pulsed magnetic fields ( 100T) as they combine both high strength and high electrical conductivity. Multi-scaled Cu-Nb wires are fabricated by accumulative drawing and bundling (a severe plastic deformation technique), leading to a multiscale, architectured, and nanostructured microstructure exhibiting a strong fiber crystallographic texture and elongated grain shape along the wire axis. This paper presents a comprehensive study of the effective elastoplastic behavior of this composite material by using two different approaches to model the microstructural features: full-field finite elements and mean-field modeling. As the material exhibits several characteristic scales, an original hierarchical strategy is proposed based on iterative scale transition steps from the nanometric grain scale to the millimetric macro-scale. The best modeling strategy is selected to estimate reliably the effective elasto-plastic behavior of Cu-Nb wires with minimum computational time. Finally, for the first time, the models are confronted to tensile tests and in-situ neutron diffraction experimental data with a good agreement.
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