Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 25, Numéro 4, avril 1990
Page(s) 361 - 388
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01990002504036100
Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 361-388 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002504036100

Elastoplasticité des métaux en grandes déformations : comportement global et évolution de la structure interne

P. Lipinski, J. Krier et M. Berveiller

Laboratoire de physique et mécanique des matériaux, UA CNRS, Institut Supérieur de Génie Mécanique et Productique, île du Saulcy, 57045 Metz, France


Abstract
A general approach to the problem of determination of the elastoplastic behavior of metallic polycrystals at finite transformations is proposed in this paper. At first, the influence of physical intra and intergranular parameters on the deformation process and global behavior of the polycrystal is discussed. Transition relations, given by Hill, between local and overall scales are used here. A new kinematic integral equation linking the local and global velocity gradients is established. Some solutions of this equation are presented and a new self-consistent scheme is developed. New results concerning the overall behavior of FCC metals are presented. The initial and induced yield surfaces have been calculated for various loading paths. The successful comparison with the experimented data by Bui, Ikegami and others has been performed. The anisotropy of the elastoplastic behavior of the polycrystal due to the second order internal stresses, crystallographic and morphologic textures, and hardening parameters has been obtained.


Résumé
Ce travail propose une approche générale au problème de la détermination du comportement élastoplastique des polycristaux métalliques en grandes déformations à partir des propriétés des constituants. On discute tout d'abord les effets des paramètres physiques intra et intergranulaires sur les mécanismes de déformation et le comportement global. Le formalisme de Hill est utilisé pour effectuer les transitions d'échelle. Une nouvelle relation intégrale cinématique reliant le gradient de la vitesse locale au gradient macroscopique est démontrée. Plusieurs solutions de cette équation sont proposées et une approche autocohérente nouvelle est développée. De nouveaux résultats concernant le comportement global des métaux C.F.C. et C.C. sont présentés. Les surfaces de plasticité initiales et induites pour différents trajets de chargement sont calculées et comparées avec succès aux mesures expérimentales de la littérature. L'anisotropie du comportement élastoplastique résultant simultanément des contraintes internes du second ordre, des textures cristallographiques et des paramètres d'écrouissage est mise en évidence.

PACS
8140L - Deformation, plasticity and creep.
6220F - Deformation and plasticity.
6480G - Microstructure.

Key words
crystal microstructure -- hardening -- internal stresses -- texture -- elastoplasticity -- intragranular parameters -- crystallographic texture -- transition relations -- local gradients -- initial yield surfaces -- metals -- high deformations -- internal structure evolution -- elastoplastic behavior -- metallic polycrystals -- finite transformations -- intergranular parameters -- deformation process -- global behavior -- kinematic integral equation -- global velocity gradients -- self consistent scheme -- FCC metals -- induced yield surfaces -- loading paths -- anisotropy -- second order internal stresses -- morphologic textures -- hardening parameters