Champs élastiques et forces configurationnelles dans des tri-cristaux anisotropes: application aux empilements de dislocations aux joints de grains - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Champs élastiques et forces configurationnelles dans des tri-cristaux anisotropes: application aux empilements de dislocations aux joints de grains

Résumé

Progress in the modeling of the mechanical behavior of metallic polycrystals depends on a better consideration of the interactions between dislocations and crystalline interfaces like grain boundaries. Dislocation pile up mechanisms at grain boundaries are often not well taken into account in crystal plasticity-based micromechanical models due to the discreteness of such mechanisms. The role of crystalline elastic anisotropy on this mechanism is not frequently studied. Here, from the Leknitskii-Eshelby-Stroh (LES) formalism for two-dimensional elastic anisotropy, elastic fields of straight dislocations in bi-materials (bi-crystals) are theoretically calculated using the solution in a homogeneous medium and a "perturbation" for which the solution is derived from the standard analytic continuation method. Besides, in the case of tri-materials (or tri-crystals) where the grain boundary can be considered as an interphase with a certain thickness and stiffness, an alternating technique using the bi-material solution is applied leading to a formal solution in the form of series. The method allows to compute the configurational forces due to the grain boundary on the dislocations ("image forces") as functions of the inter-granular misorientation and the grain boundary elastic stiffness. Furthermore, their effects on discrete dislocation pileup lengths and stress concentrations in the adjacent grain of pileup are discussed.
Les progrès dans la modélisation du comportement mécanique des polycristaux métalliques se jouent actuellement par une meilleure prise en compte des interactions entre les dislocations et les interfaces cristallines comme les joints de grains. Les mécanismes d'empilements de dislocations aux joints de grains ne sont pas encore bien pris en compte dans les modèles micromécaniques en plasticité cristalline du fait du caractère discret de ces mécanismes. Le rôle de l'anisotropie élastique cristalline sur ces mécanismes est très peu étudié. Ici, à partir du formalisme de Leknitskii-Eshelby-Stroh (LES) pour l'élasticité anisotrope bi-dimensionnelle, les champs élastiques de dislocations rectilignes dans les bi-matériaux (ou bi-cristaux) sont calculés théoriquement en utilisant la solution du problème homogène et une "perturbation" dont la solution provient d'une méthode standard de continuation analytique. De plus, dans le cas des tri-matériaux (ou matériaux tri-cristallins) où le joint de grains peut être considéré comme une interphase d'une certaine épaisseur et d'une certaine rigidité, une technique appropriée utilisant alternativement la solution du bi-matériau est utilisée conduisant à une solution formelle sous forme de série. La méthode permet en élasticité anisotrope de calculer les forces configurationnelles exercées par le joint de grains sur les dislocations (ou "forces images") en fonction de la désorientation inter-granulaire et de la rigidité du joint de grains. De plus, leurs effets sur les longueurs d'empilements discrets de dislocations et les concentrations de contraintes (cissions résolues) dans le grain adjacent sont discutés.
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Dates et versions

hal-02360494 , version 1 (12-11-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02360494 , version 1

Citer

Stéphane Berbenni, X. Chen, Thiebaud Richeton, C. Motz. Champs élastiques et forces configurationnelles dans des tri-cristaux anisotropes: application aux empilements de dislocations aux joints de grains. 24ième Congrès Français de Mécanique, Aug 2019, Brest, France. ⟨hal-02360494⟩
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