In this thesis, we propose some innovative developments for the implementation
of mean-field homogenization schemes adapted to the prediction of the
behavior of elasto-plastic and elasto-viscoplastic composites.
For elasto-plastic materials, the local constitutive laws written in a rate form
are linearized incrementally over several time-steps so that homogenization
schemes developed in the context of linear elasticity can apply over each time
interval. Since the original implementation gave too stiff predictions, we
propose different stiffness reductions for the matrix tangent operator and study
theoretically and numerically the influence on the final macroscopic prediction.
Definition of the per phase reference state in also studied and linked to the
fields heterogeneity effect. Predictions thus obtained are confronted with
those of a secant (or total) formulation of the constitutive laws.
For elasto-viscoplastic composites, we use the affine formulation which reduces
the constitutive laws to fictitious linear thermo-elastic relations in the Laplace
domain where the homogenization can apply. Our main contribution is a full
treatment of internal variables in the linearization procedure. This enables to
deal with realistic constitutive behaviors and general loading histories. We
illustrate the influence of viscous effects under various loading conditions and
study the accuracy of the method with respect to the loading rate.
For both classes of composites, numerous predictions obtained by mean-field
homogenization schemes are confronted against those of three-dimensional finite element simulations and experimental results. For a wide range of materials and loading conditions, a good agreement at the macroscopic level between our predictions and the reference results is observed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ucl.ac.be:ETDUCL:BelnUcetd-09092006-145708 |
| Date | 15 September 2006 |
| Creators | Pierard, Olivier |
| Publisher | Universite catholique de Louvain |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-09092006-145708/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UCL. A cette fin, je donne licence à l'UCL : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
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