Multiscale modeling of ductile failure in metallic alloys

Les modèles micromécaniques pour la rupture ductile ont été développés essentiellement au cours des années 1970 et 1980 avec comme but de traiter des problèmes de rupture dans des applications structurales et de compléter l'approche par la mécanique de la rupture. Plus tard, cette approche micromécanique a attiré les spécialistes de la métallurgie physique soucieux de prédire les problèmes de rupture pendant les opérations de mise en forme ainsi que d'être guidés pour l'élaboration de microstructures plus ductiles et/ou plus tenaces. Aujourd'hui, il est devenu possible d'aborder de façon réaliste l'évolution du dommage dans des microstructures métalliques complexes à condition d'utiliser des lois constitutives suffisamment sophistiquées dans le contexte d'une stratégie de modélisation multi-échelle. La compréhension actuelle et l'état de l'art dans la modélisation des phénomènes de germination, croissance et coalescence de cavités sont passés en revue en portant une attention particulière à la physique sous-jacente. La prise en compte des différentes longueurs caractéristiques associées à la microstructure et au processus d'endommagement est discutée. Deux applications de la méthodologie sont décrites pour illustrer le potentiel des modèles. La première application concerne la compétition entre rupture ductile intergranulaire et transgranulaire dans des alliages d'aluminium impliquant des zones molles sans précipité le long des joints de grain. La seconde application concerne la modélisation de la rupture ductile de joints soudés par friction malaxage, un problème qui implique également des zones dures et molles, mais à une échelle plus grande.