Université Paris 13, Sorbonne Paris Cité, Institut Galilée Laboratoire

Université Paris 13, Sorbonne Paris Cité, Institut Galilée
Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux - CNRS
Soutenance de Thèse M. Tuan Hung NGUYEN
Développement d’outils numériques pour la prise en compte du couplage
hydrogène-plasticité dans un code éléments finis ;
application à l’essai de pliage en U
Mercredi 16 juillet 2014 à 14 h 00
Salle de Conférence du Bât. L1
RÉSUMÉ
Dans le cadre de l’étude du couplage entre la plasticité et les interactions de l’hydrogène avec les matériaux
métalliques, l’objectif de ce travail de thèse est l’implémentation dans le code de calcul par éléments finis
Abaqus© de la loi de diffusion de l’hydrogène couplée aux champs mécaniques, tenant compte notamment du
piégeage dû à la déformation plastique. La stratégie d’implémentation retenue permet de résoudre
simultanément les problèmes de diffusion et de mécanique ; elle s’est appuyée sur les travaux de la
littérature, et a nécessité le développement de procédures en fortran 77, et en particulier, de procédures
utilisateur UMAT et UMATHT permettant de définir respectivement le comportement mécanique, et un flux de
matière. Ces procédures ont été confrontées avec succès à plusieurs cas de la littérature. Les outils
développés ont été appliqués à l’étude numérique d’un essai de pliage en U, utilisé pour la caractérisation de
la rupture différée par fragilisation par l’hydrogène de tôles minces prédéformées plastiquement. Une étude
paramétrique portant sur les conditions de l’essai, les conditions limites en hydrogène et la relation entre
plasticité, hydrogène piégé et hydrogène diffusif a été menée. Enfin, une transposition à l’échelle du
polycristal 3D a été effectuée, en utilisant une procédure UMAT modifiée d'élastoviscoplasticité cristalline.
Une étude sur les paramètres constitutifs d’un Volume Elémentaire Représentatif a été réalisée, puis, une
étude de l’essai en U à l’échelle du polycristal effectuée grâce à un transfert de conditions limites entre un
calcul global et le VER, afin de simuler l’effet de l’anisotropie cristalline sur les champs de concentration
d’hydrogène.
Composition du jury :
M. Rafael ESTEVEZ (Université de Grenoble), rapporteur
M. Nicolas SAINTIER (ENSAM Bordeaux), rapporteur
M. Michel Coret (Ecole Centrale Nantes), examinateur
M. Jia Li (Université Paris 13), examinateur
Mme Monique Gaspérini, directrice de thèse
M. Yann Charles, co-directeur de thèse
Contact : [email protected]