1. Problème de référence#

1.1. Géométrie#

Les contraintes et déformations sont homogènes dans l’élément de volume. Celui-ci peut être représenté par un élément plan ou volumique, par exemple :

_images/1000058200000FB600000CD1EFC9375AA8655098.svg

1.2. Propriétés de matériaux#

Les propriétés matériaux sont décrites par les paramètres suivants:

Paramètres thermo-métallurgiques:

  • Zircaloy:

    • \(\rho {C}_{p}={2.0E}^{-3}{\mathit{J.mm}}^{-3.}°{C}^{-1}\)

    • \(\lambda =9.9999{\mathit{W.mm}}^{-1.}°{C}^{-1}\)

  • Coefficients pour la métallurgie:

    • \(\mathit{teqd}=809°C\) , \(K=1.135{E}^{-2}\) , \(n=2.187\)

    • \(\mathit{t1c}=831°C\) , \(\mathit{t2c}=0.\) , \(\mathit{qsr}=14614\) , \(\mathit{Ac}=1.58E-4\)

    • \(m=4.7\) , \(\mathit{t1r}=949,1°C\) , \(\mathit{t2r}=0.\) , \(\mathit{Ar}=-5.725\) , \(\mathit{Br}=0.05\)

Paramètres thermo-métallo-mécaniques :

  • Paramètres thermo-métallo-élastiques :

    • Module d’Young : \(E=195000\mathit{MPa}\)

    • Coefficient de Poisson : \(\nu =0.3\)

    • Coefficient de dilatation thermique moyen des phases froides : \({\alpha}_{f}=15E-6\)

    • Coefficient de dilatation thermique moyen des phases chaudes : \({\alpha}_{\gamma}=23E-6\)

    • Température de définition du coefficient de dilatation : \({T}_{\mathit{ref}}=600°C\)

    • Choix de la phase métallurgique de référence : \(\mathit{Froide}\)

    • Déformation de la phase non de référence par rapport à la phase de référence, à \({T}_{\mathit{ref}}\) : \(\Delta {\epsilon}_{f\gamma }^{{T}_{\mathit{ref}}}={2.52E}^{-3}\)

    • Limite d’élasticité de la phase froide 1 : \({\sigma}_{y,1}=181\mathit{MPa}\)

    • Limite d’élasticité de la phase froide 2 : \({\sigma}_{y,2}=181\mathit{MPa}\)

    • Limite d’élasticité de la phase chaude : \({\sigma}_{y,\gamma }=0\mathit{MPa}\)

    • Fonction de mélange (calcul de la limite d’élasticité du matériau multiphasé) : \(\mathit{fonction}\mathit{identité}\)

  • Paramètres thermo-métallo-plastiques (loi avec écrouissage linéaire)

    • Pente de la courbe de traction de la phase froide 1 : \({E}_{T,1}=1930\mathit{MPa}\)

    • Pente de la courbe de traction de la phase froide 2 : \({E}_{T,2}=1930\mathit{MPa}\)

    • Pente de la courbe de traction de la phase chaude : \({E}_{T,\gamma }=0\mathit{MPa}\)

1.3. Conditions aux limites et chargements#

  • Modélisation A:

L’élément de volume est bloqué suivant \(\mathit{Ox}\) le long du côté \([2,4]\) tout en étant soumis à une traction \({\sigma}^{D}\) et un effort de cisaillement \({\tau}^{D}\) .

_images/10000C960000110E00000B93C8C5FAB7DA58B9F8.svg

\({\tau}^{D}\) Le trajet de chargement est le suivant:

\({\sigma}^{D}\)

A

B

_images/Shape1.gif

\({\sigma}^{D}\text{[MPa]}\)

\({\tau}^{D}\text{[MPa]}\)

\(A\)

151.2

93.1

O \(B\)

257.2

33.1

Trajet OA de \(t=0\) à \(\mathrm{1s}\) .

Trajet AB de \(t=1\) à \(\mathrm{2s}\) .

Trajet BO de \(t=2\) à \(\mathrm{3s}\) .

La température est imposée constante et égale à 600°C.

  • Modélisation B:

La modélisation B est l’exact équivalent la modélisation A en prenant en compte des grandes déformations via le mot clé DEFORMATION=’SIMO_MIEHE’.