Validation numérique des paramètres identifiés

Afin de valider la première loi identifiée, la loi de Chaboche simplifiée, nous l’avons implémentée dans le modèle pour simuler les essais de fatigue uniaxiale de déformation ±0,3% et ±0,4%. La comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques est présentée dans la Figure II.17. Les boucles numériques se corrèlent très bien avec les boucles d’hystérésis expérimentales pour les deux niveaux de déformation. Ceci nous permet de valider notre première loi de comportement.

Figure II.17 : Comparaison des résultats expérimentaux et numériques des essais de fatigue uniaxiale à la température ambiante (boucle hystérésis)

Afin de valider la deuxième loi de comportement identifiée, la loi de Chaboche complète avec laquelle nous cherchons à simuler l’adoucissement et la stabilisation du comportement cyclique du 316L à la température ambiante, nous avons réalisé des calculs jusqu’à 5000 cycles pour les essais dont la déformation est de ±0,3% et ±0,4%. Les résultats de ces calculs sont donnés dans la Figure II.21. Pour les deux niveaux de déformation ±0,3% et ±0,4%, nous avons constaté un écart inférieur à 5% entre la courbe expérimentale et la courbe numérique au début de la phase d’adoucissement. Cet écart diminue jusqu’à moins de 1% vers le 5000éme _{cycle. Dans la présentation de sa loi, Chaboche met lui-même en}

évidence la possibilité d’un tel écart [7]. Pour diminuer, voire supprimer cet écart, il a proposé deux solutions :

 ajuster la valeur asymptotique correspondant au régime stabilisé Rm pour chaque essai ;  superposer plusieurs variables d’écrouissage isotrope indépendantes Ri avec :

Etant donné que la loi de Chaboche programmée dans CAST3M ne comporte qu’une seule variable d’écrouissage isotrope, nous avons décidé de valider la loi de Chaboche complète identifiée même avec un tel écart.

Figure II.18 : Comparaison des résultats expérimentaux et numériques des essais de fatigue uniaxiale à la température ambiante (courbe cyclique)

Après la validation des deux lois à la température ambiante, nous passons, maintenant, à la dernière loi identifiée, la loi de comportement cyclique du 316L à 300°C. Afin de valider cette loi, nous l’avons utilisée dans les simulations de différents essais avec différentes amplitudes de déformation variant de 0,1% à 2,5%. La comparaison entre les résultats numériques et la courbe cyclique présente dans le code RCC-MRX est montrée dans la Figure II.19.

Figure II.19 : Comparaison des résultats expérimentaux et numériques des essais de fatigue uniaxiale à la température ambiante (courbe cyclique)

Nous constatons qu’avec cette loi, nous obtenons des bons résultats numériques en très bonne corrélation avec la courbe de RCC-MRX jusqu’à une déformation de 1%. Au vu de l’étendue de déformation étudiée dans cette thèse (0,4% jusqu’à 1%), nous validons la loi du comportement du 316L en fatigue uniaxiale identifiée à 300°C.

II.5. Synthèse et Conclusion

Afin de pouvoir interpréter les essais de fatigue équibiaxiale avec ou sans condition REP réalisés avec FABIME2e, l’étude de comportement du 316L en fatigue uniaxiale et la détermination de la loi de comportement adaptée aux chargements cycliques sont indispensables. Dans ce chapitre l’identification des neuf paramètres (A1, C1, A2, C2, 𝛹, Ω, R0, RM, b) gouvernant le comportement élastoplastique du

modèle de Chaboche pour l’acier inoxydable austénitique de type 316L à la température ambiante et à 300°C, a été réalisée par une méthode inverse basée sur l’algorithme de Levenberg-Marquardt.

Ce chapitre est composé de quatre parties. La première partie a été consacrée à la présentation générale de l’acier 316L, matériau de l’étude. Ensuite son comportement cyclique a été étudié. Cette étude a montré que :

 Le comportement cyclique de l’acier 316L comporte trois stades : un durcissement au cours des premiers cycles suivi d’une phase d’adoucissement puis d’une phase de stabilisation.

 L’acier inoxydable 316L présente une forte plasticité même pour des faibles niveaux de déformation.

 L’effet de Bauschinger dans les boucles d’hystérésis de l’acier 316L est présent pendant la stabilisation.

Ensuite, la troisième partie présente les équations décrivant les modèles élastoplastiques ainsi que les lois élastoplastiques existantes. Elle nous a permis de conclure que le comportement cyclique de l’acier 316L, à la température ambiante comme à 300°C, est élastique plastique à écrouissage cinématique non linéaire et isotrope régi par la loi de comportement de type Chaboche à deux centres.

Dans la dernière partie, la démarche utilisée dans pour l’identification des paramètres de cette loi est détaillée ; elle est basée sur un algorithme de type Leveberg-Marquardt et une fonction objectif définie par la somme des écarts quadratiques entre les grandeurs calculées et mesurées expérimentalement. Enfin, nous avons présenté les jeux des paramètres identifiés ainsi que leurs résultats qui nous ont permis de valider notre identification.

Dans le chapitre suivant nous présenterons le nouveau dispositif FABIME2e ainsi que les campagnes expérimentales réalisées dans le cadre de cette thèse.

Bibliographie

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