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Enquête FEDRA
De la microstructure au comportement plastique de matériaux monophasés et polyphasés

Projet de recherche P5/08 (Action de recherche P5)
Description - Documentation

Personnes :

Description :

OBJECTIF

Le but du projet est de développer un ensemble de modèles constitutifs incorporant l'effet des paramètres microstructuraux génériques sur la plasticité d'alliages métalliques mono- ou multiphasés. A long terme, l'objectif est d'améliorer la compréhension du comportement des matériaux en vue de permettre l'élaboration de matériaux avancés meilleurs et la fabrication de produits supérieurs à partir de ces derniers. Ceci implique nécessairement que cette connaissance soit, à moyen ou long terme, intégrée dans des modèles éléments finis dévolus à la simulation de la déformation des matériaux d'ingénierie. Les aspects microstructuraux génériques suivant seront considérés :

- nombre de phases (une, deux, plusieurs);
- forme des particules de seconde phase: sphérique, fibreuse, lamellaire;
- stabilité des phases (dans les cas de matériaux présentant une transformation martensitique induite mécaniquement ou du maclage mécanique);
- l'effet de la taille du grain;
- l'influence de la texture.

Tous les travaux de modélisation seront nourris et validés sur base de résultats expérimentaux. En d'autres termes, toute l'approche partira de l'expérimental et y reviendra pour la validation.
Les modèles à développer devront permettre de prédire des propriétés telles que la limite d'élasticité, l'écrouissage, l'anisotropie des propriétés plastiques, l'évolution des caractéristiques microstructurales et des autres variables d'état (densité de dislocations, texture, etc.) avec la déformation, et enfin la stabilité de l'écoulement plastique. La recristallisation ne sera pas abordée. Les effets de température ne seront pas systématiquement étudiés.

MOTIVATION

Plusieurs modèles qui prédisent de façon satisfaisante les propriétés mentionnées ci-avant ont déjà été développés et implémentés avec succès au sein de codes éléments finis. Néanmoins, la plupart de ces modèles sont restreints à des matériaux conventionnels de comparaison, ou bien ne peuvent seulement prédire qu'un ensemble limité de propriétés. Il existe un besoin pour une évaluation systématique de l'influence des paramètres microstructuraux génériques au regard de l'évolution des matériaux métalliques avancés pour application structurales qui de plus en plus souvent impliquent des microstructures non-conventionnelles (taille de grain nanométrique ou submicronique, structures duplex, effets TRIP et TWIP, etc.).

PLAN DE TRAVAIL

Six matériaux modèles ont été choisis pour couvrir une large gamme d'aspects génériques de la microstructure tels que décrits plus haut. Ces matériaux seront déformés afin de mesurer leur réponse mécanique et observer l'évolution de la microstructure et de la texture qui en résulte. Ceci va permettre d'accroître notre compréhension du comportement mécanique de ces matériaux aux niveaux à la fois macroscopiques et microscopiques. Cette connaissance sera ensuite mise à profit pour établir deux types de modèles constitutifs:

- des modèles micro-macro basés sur les mécanismes physiques de déformation aux échelles nano- et micrométriques;
- des modèles de type phénoménologique impliquant des paramètres à identifier. La "méthode inverse" sera également utilisée pour la détermination des valeurs de ces paramètres.

Ces modèles seront ensuite implémentés dans des codes éléments finis pour la simulation d'opérations de formage. Tous les modèles développés seront validés par comparaison avec des mesures expérimentales.

Documentation :

Références bibliographiques :

?-decay spectroscopy of light odd-odd Bi isotopes- I. 188,190Bi nuclei”  ANDREYEV A.N., D.ACKERMANN, S.ANTALIC, H.J.BOARDMAN, P.CAGARDA, J.GERL, F.P.HESSBERGER, S.HOFMANN, M.HUYSE, D.KARLGREN, A. KEENAN, H.KETTUNEN, A.KLEINBOHL, B.KINDLER, I.KOJOUHAROV, A.LAVRENTIEV, et al. Eur.Phys.J. A18 (2003), 39, 2003 

?-decay spectroscopy of light odd-odd Bi isotopes- II. 186Bi and the new nuclide 184Bi  ANDREYEV A.N., D.ACKERMANN, F.P.HESSBERGER, S.HOFMANN, M.HUYSE, I.KOJOUHAROV, B.KINDLER, B. LOMMEL, G.MUNZENBERG, R.D.PAGE, K.VAN DE VEL, P.VAN DUPPEN And K.HEYDE (R.U.G. – K.U.L. – G.S.I. Eur.Phys.J. A18, 2003 

2H(18F,p)15N reaction applied tnova emission  DE SEREVILLE N, A. COC, C. ANGULO, M. ASSUNCAO, D. BEAUMEL, D. BOUZID, S. CHERUBINI, M. COUDER, P. DEMARET, F. DE OLIVEIRA SANTOS, P. FIGUERA, S. FORTIER, M. GAELENS, F. HAMMACHE, J. KIENER, A. LEFEBVRE, D. LABAR, et al. Physical Review C67, 2003 

2n-transfer contribution in the 4He(6He,6He)4He cross section at Ec.m.=11.6 MeV  RAABE R., ANDREYEV A. N., HUYSE M., PIECHACZEK A., VAN DUPPEN P., WEISSMAN L., WÖHR A., ANGULC., CHERUBINI S., MUSUMARRA A., BAYE D., DESCOUVEMENT P., DAVINSON T., DI PIETRA., LAIRD A. M., OSTROWSKI A., SHOTTER A. C. et al. Physical Review C: Nuclear Physics 67, 2003 

Active deformation mechanisms of an austenitic Fe-30Mn-3Al--3Si TWIP steel during cold rolling: the importance of deformation twinning  VERCAMMEN S., B. BLANPAIN, P. WOLLANTS, B.C. DE COOMAN, Militzer, M. et al. Int. symposium on transf. & deform. mech. in adv. high strength steels, Vancouver, Canada,, 2003/Aug 

An optimisation system for automated workpiece layout generation for bent sheet metal parts  DUFLOU J.R., NGUYEN T. H. M., KRUTH J.-P., CATTRUYSSE D. Proc. of 10th Int. Conference on Sheet Metal, Belfast, ISBN 1-85923-171-3,, 2003/Apr 

Contribution of deformation-induced intragranular microstructure tthe plastic anisotropy of metals  VAN HOUTTE P. and Bart PEETERS, J. Phys. IV France 105, 2003 

Convex fourth and sixth order plastic potentials derived from crystallographic texture  VAN BAEL and P. VAN HOUTTE J. Phys. IV France 105 Partner 2 (UCL), 2003 

Coupling of valence particles/holes tNi-68,Ni-70 studied via measurements of the B(E2) strength in Ni-67,Ni-69,Ni-70 and Cu-71  MACH H; LEWITOWICZ M; STANOIU M; BECKER F; BLOMQVIST J; BORGE MJG; BOUTAMI R; CEDERWALL B; DLOUHY Z; FOGELBERG B; FRAILE LM; GEORGIEV G; GRAWE H; GRZYWACZ R; JOHANSSON PL; KLAMRA W; LUKYANOV S et al. Nuclear Physics A 719, 2003 

Critical assessment of the bainite transformation of finely grained and deformed austenite  GODET S., P. HARLET, F. DELANNAY, P.J. JACQUES, Materials Science Forum, vol. 426-4,, 2003 

Energy and range focusing of in-.ight separated exotic nuclei  SCHEIDENBERGER C., GEISSEL H., MAIER M., MÜNZENBERG G., PORTILLM., SAVARD G., VAN DUPPEN P., WEICK H., WINKLER M., YAVOR M., ATTALLAH F., BEHR K.-H., CHICHKINE V., ELISEEV S., HAUSMANN M., HELLSTROM M., KAZA E. Nuclear Instruments and Methods B, 204, 2003 

Experimental determination of the 7Be + p scattering lengths  ANGULC., M. AZZOUZ, P. DESCOUVEMONT, G. TABACARU, M. COGNEAU, M. COUDER, M. GAELENS, P. LELEUX, M. LOISELET, G. RYCKEWAERT, F. VANDERBIST, T. DAVINSON, D. BAYE, A. DI PIETRO, P. FIGUERA, R.G. PIZZONE, F. DE OLIVEIRA SANTOS, et al Nucl. Phys. A716, 2003 

Experimental Investigation of the Influence of the Austenite Grain Size on the Mechanism and Kinetics of the Bainite Transformation in Steels  JACQUES P.J. Proceedings Icomat 2002, Journal de Physique IV, vol. 112,, 2003 

Experimental investigation of the influence of the stress state on the mechanical stability of austenite in multiphase steels  URNEMONT Q., F. DELANNAY, P. J. JACQUES Journal de Physique IV, vol. 112,, 2003 

Fine structure in the ? decay of 188,192Po  VAN DE VEL K., ACKERMANN D., ANDREYEV A. N., BOARDMAN H. J., CAGARDA P., GERL J., HESSBERGER F., HOFMANN S., HUYSE M., KARLGREN D., KOJOUHAROV I., LEINM., LOMMEL B., MÜNZENBERG G., MOORE C. Physical Review C: Nuclear Physics 68, 2003 

Further explorations of Skyrme-Hartree-Fock-Bogoliubov mass formulas. II. Role of the effective mass  GORIELY S., M. SAMYN, M. BENDER, J. M. PEARSON (U.L.B./I.A.A. – U.L.B./P.M.T.P.M.) Phys. Rev. C 68 - 054325,, 2003 

g-factor measurements of isomeric states in neutron rich nuclei  GEORGIEV, G.; NEYENS, G.; HASS, M.; BALABANSKI, D.L.; BINGHAM, C.; BORCEA, C.; COULIER, N.; COUSSEMENT, R.; DAUGAS, J.M.; DE FRANCE, G.; DE OLIVEIRA SANTOS, F.; GORSKA, M.; GRAWE, H.; GRZYWACZ, R.; LEWITOWICZ, M.; MACH, H.; MATEA, I.; et al. AIP Conference Proceedings no.656:, 2003 

Grain boundary versus transgranular ductile failure  PARDOEN T., D. DUMONT, A. DESCHAMPS, and Y. BRECHET Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 51/4, 2003 

Homogenization of two-phase elasto-plastic composite materials and structures. Study of tangent operators, cyclic plasticity and numerical algorithms  DOGHRI I. and A. OUAAR International Journal of Solids and Structures, 40. IAP P5/08 Progress Report 2003, 2003 

Identification of a new low-lying state in the proton drip line nucleus Na-19  ANGULC, TABACARU G, COUDER M, GAELENS M, LELEUX P, NINANE A, VANDERBIST F, DAVINSON T, WOODS PJ, SCHWEITZER JS, ACHOURI NL, ANGELIQUE JC, BERTHOUMIEUX E, SANTOS FD, HIMPE P, DESCOUVEMONT P. (U.C.L. – U.L.B. – K.U.L), “ Physical Review C 67, 2003 

Intruder bands an configuration mixing in the Pb isotopes  FOSSION R., K.HEYDE, G. THIAMOVA And P.VAN ISACKER (R.U.G. – GANIL) World Scientific, Singapore, 2003 

Intruder states and configuration mixing in the neutron-deficient Pb nuclei  FOSSION R., K.HEYDE, P.VAN ISACKER And G.THIAMOVA (R.U.G. – GANIL), Phys.Rev.C67, 2003 

Isomeric decay of : Evidence for deformation  SAWICKA M., J.M. DAUGAS, H. GRAWE, S. CWIOK, D.L. BALABANSKI, R. BÉRAUD, C. BINGHAM, C. BORCEA, M. LA COMMARA, G. DE FRANCE, G. GEORGIEV, M. GÓRSKA, R. GRZYWACZ, M. HASS, M. HELLSTRÖM, Z. JANAS, M. LEWITOWICZ, et al. European Physical Journal A 16, 2003 

Laser Bending with Higher Power CO2 Lasers  DUFLOU J.R., KRUTH J.-P., RODRIGUEZ A., HUQ Z., Conf. on Sheet Metal, Belfast, ISBN 1-85923-171-3, IAP P5/08 Progress Report 2003, 2003/Apr 

Light-particle emission in the reaction 6He+64Zn around the Coulomb barrier  DI PIETRA., FIGUERA P., AMORINI F., ANGULC., CARDELLA G., CHERUBINI S., DAVINSON T., LEANZA D., Lu J., MAHMUD H., MILIN M., MUSUMARRA A., NINANE A., PAPA M., PELLEGRITI M.G., RAABE R., RIZZF., RUIZ C., SHOTTER A. C., SOIC N. et al. Europhysics Letters 64, 2003 

Low energy levels in 72Ni  SAWICKA M., R. GRZYWACZ, I. MATEA, H. GRAWE, M. PFÜTZNER, J. M. DAUGAS, M. LEWITOWICZ, D. L. BALABANSKI, F. BECKER, G. BÉLIER, C. BINGHAM, C. BORCEA, E. BOUCHEZ, A. BUTA, M. LA COMMARA, E. DRAGULESCU, G. DE FRANCE et al. Physical Review C 68, 2003 

Measurement of in-grain orientation gradients by EBSD and comparison with finite element results  DELANNAY2 L., R.E. LOGE, Y. CHASTEL, J.W. SIGNORELLI and P. VAN HOUTTE Adv. Eng. Mat. 5, 2003 

Mechanical Twinning: its Influence on the Mechanical Behaviour of TWIP Steels  VERCAMMEN S., B. BLANPAIN, P. WOLLANTS, Industry Ready Innovative Research, Brussels, Mate13., 2003/Dec 

Micromechanical modelling of plastic anisotropy and strain induced phase transformation in dual-elastoplastic phase materials  LANI F., Q. FURNEMONT, P.J. JACQUES, F. DELANNAY, T. Pardoen, Proceedings Euromech-Mecamat' 2002, J. Phys. IV France 105, 2003 

Micromechanical modelling of TRIP steels  VAN ROMPAEY1 T., Q. FURNEMONT2, P.J. JACQUES2, T. PARDOEN2, B. BLANPAIN1, And P. WOLLANTS1, Steel Research International, 74-6, 2003 

Micromechanical study of the martensitic transformation in TRIP-assisted multiphase steels  VAN ROMPAEY1 T., F. LANI2, T. PARDOEN2, B. BLANPAIN1 and P. WOLLANTS Proceedings of the Flanders Engineering PhD symposium, Brussels, 2003 

Microtextural study of variant selection by EBSD in a bainitic steel containing retained austenite  GODET S., B-K. KIM, P.J. JACQUES, J. SZPUNAR, J.J. JONAS, F. DELANNAY, Journal de Physique IV, vol. 112, 2003 

Multiscale modelling of the induced plastic anisotropy of IF steel during sheet metal forming  VAN HOUTTE P. and B. PEETERS, Dept. Engineering Materials, the University of Sheffield, England (ISBN 0-9522507-3-X), 2003 

Numerical shear tests for different elasto-plastic laws  DE MONTLEAU P., L. DUCHENE, P FLORES, Am HABRAKEN COMPLAS 2003, edited by E. Onate and D.R.J. Owen CIMNE Barcelona 7-10/04/03, only Cdrom, 2003/Apr 

On CO2 Laser Cutting of Thick Steel Plates",  DUFLOU J.R., KRUTH J.-P., DE KEUSTER J. , SASTRY K.Y., DE GRAAF R.F. Conference on Sheet Metal, Belfast, ISBN 1-85923-171-3,, 2003/Apr 

On the austenite retention in low alloy steels  GODET S., C. GEORGES, P.J. JACQUES ISS & TMS, Warrendale, Pennsylvania, 2003 

On the influence of aluminium and silicon contents on the kinetics of bainite transformation of intercritical austenite  MERTENS A., P.J. JACQUES, L. ZHAO, S. KRUIJVER, J. SIETSMA, F. DELANNAY, Proceedings Icomat 2002, J. Phys. IV, 112, 2003 

Physics-Based material modelling of the deformation process in deep drawing of If steel  VAN HOUTTE1 P., S. HIWATASHI, E. HOFERLIN, B. PEETERS1, C. TEODOSIU9, Proc. If Steel 2003, Tokyo, May 2003, H. Takechi, Ed., The Iron and Steel Institute of Japan,, 2003 

Self-consistent approach tdeformation of intruder states in neutron-deficient Pb and Po  SMIRNOVA N.A., P.H. HEENEN and G. NEYENS (K.U.L. – U.L.B – R.U.G.), Physics Letters B 569, 2003 

Self-consistent approach tdeformation of intruder states in neutron-deficient Pb and Po  SMIRNOVA N.A., P.-H. HEENEN And G.NEYENS (R.U.G. – U.L.B. – K.U.L.) Phys.Lett. B569, 2003 

Simulation of the hot rolling of TRIP-assisted multiphase steels  GODET S., P.J. JACQUES, P. HARLET, F. DELANNAY, Materials Science Forum, vol. 426- 4,, 2003 

Simulations numériques d’essais de cisaillement simple  FLORES P., P. DE MONTLEAU, V. MATHONET, Am HABRAKEN, edited on CD-Rom by Jean-François Agassant, Ecole des Mines de Paris, CEMEF,, 2003/Sep 

Spectroscopy of the proton drip line nucleus 19Na by 1H (18Ne,p)18Ne elastic scattering.  ANGULC, DESCOUVEMONT P, COUDER M, GAELENS M, LELEUX P, NINANE A, TABACARU G, VANDERBIST F, DAVINSON T, WOODS PJ, SCHWEITZER JS, ACHOURI NL, ANGELIQUE JC, BERTHOUMIEUX E, SANTOS FD, HIMPE P. (U.C.L. – U.L.B. – K.U.L.), Nuclear Physics A 719, 2003 

Spectroscopy of the proton drip line nucleus 19Na by H(18Ne,p)18Ne elastic scattering  ANGULC., P. DESCOUVEMONT, M. COUDER, M. GAELENS, P. LELEUX, A. NINANE, G. TABACARU, F. VANDERBIST, T. DAVINSON, Ph.J. WOODS, J.S. SCHWEITZER, N.L. ACHOURI, J.C. ANGÉLIQUE, E. BERTHOUMIEUX, F. DE OLIVEIRA SANTOS, et al. Nucl. Phys. A719, 2003 

Study of the 18 F(p,alfa) 15reaction for application tnova emission  DE SEREVILLE N., A. COC, C. ANGULO, M. ASSUNCAO, D. BEAUMEL, D. BOUZID, S. CHERUBINI, M. COUDER, P. DEMARET, F. DE OLIVEIRA SANTOS, P. FIGUERA, S. FORTIER, M. GAELENS, F. HAMMACHE, J. KIENER, D. LABAR et al. Nucl. Phys. A718, 2003 

The elastic scattering 7Be + p at low energies : implications on the 7Be(p,?)8B S-factor”  ANGULC., P. DESCOUVEMONT, M. COGNEAU, M. COUDER, M. GAELENS, P. LELEUX, M. LOISELET, G RYCKEWAERT, G. TABACARU, F. VANDERBIST, T. DAVINSON, M. AZZOUZ, D. BAYE, A. DI PIETRO, P. FIGUERA, R.G. PIZZONE, F. DE OLIVEIRA SANTOS et al Nucl. Phys. A719, 2003 

The simulation of cold metal deformation using convex plastic potentials calculated from texture data  VAN BAEL A., S. HE, SAIYI. LI and P. VAN HOUTTE, Computational Plasticity VII - Fundamentals and applications (Book of Abstracts and CD-Rom Proceedings),, 2003 


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