Cleavage fracture anisotropy has been studied on a ferrite-bainite low alloy pipeline steel plate. Mechanical tests have been performed on smooth and notched bars taken along the three principal directions of the plate at temperatures between 20 °C and −196 °C, and analyzed by finite element calculations with an anisotropic plasticity model. The fracture mode of specimens tested along the normal direction differs from that of specimens taken along the two other directions, together with a lower critical cleavage stress. This difference seems to be related to microtexture anisotropy and might explain the sensitivity of this steel to delamination at low temperatures.

L’objectif de cette étude est de proposer un critère de fatigue anisotrope pour ledimensionnement en fatigue de pièces industrielles forgées. Des résultats de différentescampagnes d’essais obtenus sur 3 nuances d’acier laminés sont tout d’abord présentés. Uneattention particulière est portée à l’observation et à l’analyse des mécanismes d’amorçageà l’origine du comportement anisotrope en fatigue. Un critère de fatigue probabilistepermettant de tenir compte de la compétition possible entre différents types de mécanismesd’amorçage est ensuite développé. Ce critère permet notamment de tracer un diagramme detype Kitagawa probabiliste.

Les pièces de forge sont universellement reconnues pour leurs bonnes propriétésmécaniques, notamment en fatigue. L’approche proposée ici consiste à intégrer lasimulation du forgeage dans le dimensionnement en fatigue des pièces forgées. Le fibrageet le taux de corroyage sont deux caractéristiques principales du forgeage. À l’aide dulogiciel FORGE®, le fibrage est calculé tout au long desopérations de mise en forme. Ce fibrage, ainsi que les contraintes résiduelles, sontensuite introduits dans des outils de dimensionnement pour améliorer la prédiction ducalcul de durée de vie en fatigue. Les critères de fatigue actuels, basés sur des modèlesisotropes, ne permettent pas de valoriser le sens long de ce fibrage, et par là les piècesde forge, car c’est en général dans ce sens que ces pièces sont le plus sollicitées. Uneextension anisotrope du modèle de Papadopoulos est proposée sur la base d’une campagneexpérimentale effectuée sur des éprouvettes prélevées à 0°, 45° et90° par rapport à la direction de fibrage. Une modélisation à l’échelle micro(DIGIMICRO) permet également de mieux comprendre le rôle des inclusions sur lessollicitations en fatigue. La mise en place d’une chaîne de simulation virtuelle globale àl’échelle d’un composant industriel, associée à des modélisations microstructurales,permet de mieux comprendre et de quantifier le rôle du fibrage sur les propriétés enfatigue à grand nombre de cycles des pièces forgées.

Experimental rolling trials were performed at different temperatures on EN 1.4462 duplexsteel imposing also different reduction ratios and a possible solution quenching. A clearand significant relation between the applied thermo-mechanical process and themicrostructural evolution was shown, and it is useful for designing the steelmicrostructure. The mechanical properties, the micro-structural features and the texturecharacteristics were defined for each condition in order to point out the operativeparameters (i.e. thermal level, imposed strains and application of solution quenching)that permit to maximize the formability of the final hot-rolled products.

Il est proposé,dans ce travail,un modèle de comportement mécanique anisotrope des alliages de titane de type α (structure hexagonale compacte). Le modèle élasto-plastique choisi se compose d’unécrouissage cinématique et isotrope et d’un critère de plasticité non quadratique anisotrope de type Cazacu et al. (Orthotropic yield criterion for hexagonal closed packed metals,Int. J. Plasticity 22 (2006) 1171–1194) adapté à ces matériaux à structure hexagonale compacte. L’implémentation de celui-ci dans un logicieléléments-finis intègre deux repères de travail,dont celui des axes d’anisotropie réactualisé par le gradient de la transformation au cours de la mise en forme. Les paramètres des lois de comportement sont identifiés à partir d’essais de traction uniaxiale dans différentes directions. Des simulations,notamment de traction,de gonflage elliptique et d’emboutissage,ont permis de valider ce modèle. Une comparaison avec des cartographies de déformations,issues de mesure de champs,montre la bonne corrélation entre la simulation numérique et les tests expérimentaux pour les essais de gonflage elliptique.

Dans cette étude, on présente une contribution à la modélisation expérimentale etnumérique du comportement élastoplastique endommageable anisotrope de tôles destinées à lamise en forme. L’accent est mis sur la localisation des instabilités plastiques induitespar l’anisotropie plastique et l’endommagement. La procédure d’identification desparamètres matériau du modèle de comportement est basée sur une approche inversed’optimisation s’appuyant sur des essais de traction orientés, associée à des simulationsnumériques (Abaqus/Standard et Matlab). La validation de la procédure proposée a pu êtremenée grâce à une confrontation entre simulations numériques et résultats expérimentauxobtenus sur des éprouvettes caractéristiques des tôles minces texturées en acier doux.L’application est ensuite faite à la simulation de procédés de gonflement hydraulique deces tôles avec prévision de l’endommagement ductile. Plusieurs cas en expansion libre(matrices circulaires et elliptiques) et en expansion dans des cavités de matrice serontprésentés et des comparaisons avec les résultats expérimentaux seront réalisées.

Les papiers sont des matériaux complexes qui sont constitués essentiellement de fibres cellulosiques. La nature des fibres, généralement issues de bois de feuillus ou de résineux, les opérations d'obtention et les traitements mécaniques, que celles-ci subissent, ont un impact très important sur les structures poreuses obtenues. La porosité des papiers peut ainsi varier de 1 % à 95 % selon les propriétés visées pour leur usage final. Leurs propriétés mécaniques vont en être affectées de manière très importante. En effet, leur résistance mécanique est liée à la qualité des fibres et des liaisons entre ces fibres. En outre, elle est très largement influencée par l'orientation des fibres et l'humidité. L'ensemble de ces facteurs engendre des problèmes de stabilité dimensionnelle (ou plutôt d'instabilité dimensionnelle) des papiers, qui peuvent s'avérer extrêmement problématiques lorsqu'ils sont transformés ou imprimés par exemple. En conséquence, il est important de mieux comprendre les modifications tant structurales que des propriétés mécaniques des papiers induites par des variations d'humidité. Des expériences ont été menées dans ce but sur un papierimpression-écriture. D'autres expériences, basées sur la microtomographie synchrotron, ont été effectuées à l'ESRF, "European Synchrotron Radiation Facility", afin de visualiser, à l'échelle microscopique, la structure fibreuse de ce papier et les évolutions de cette dernière lorsqu'il est placé dans un environnement où l'humidité relative varie.

L'anisotropie des tôles d'aluminium est induite par le procédé de laminage, elle entraîne des défauts lors de l'opération de mise en forme de pièces par emboutissage. Le travail présenté dans cet article est une étude phénoménologique de cette anisotropie sur des tôles d'aluminium produites à SOCATRAL, au Cameroun. L'objectif est de mettre en évidence l'influence des différents paramètres en vue de mieux contrôler l'évolution de l'anisotropie.Au cours du laminage de l'aluminium, tous les paramètres susceptibles d'avoir une incidence sur la répartition des constituants insolubles dans le métal et sur la déformation des grains du métal ont un effet considérable sur l'anisotropie. Deux nuances d'aluminium (1200 et 1050) ont fait l'objet de cette étude pour laquelle tous les paramètres sont étudiés en utilisant une méthode statistique (SPC) à partir des banques de données de fabrication. Pour chaque paramètre identifié, les courbes de l'évolution de l'anisotropie sont présentées pour différentes épaisseurs de tôle. Les résultats obtenus permettront par la suite d'optimiser l'indice d'anisotropie afin de réduire les défauts à l'emboutissage.