Etude numérique du comportement mécanique des matériaux granulaires à particules non-convexes.

Abdelaadim TIBOUDA, Mémoire M2, LCU (CEA)/LMGC

CEA Cadarache: Ph. SORNAY, DEN/DEC/SPUA/LCU

Encadrants: F.RADJAI, B.Saint-Cyr(LMGC),

CONTEXTE Enjeux industriel et scientifique associé :

OBJECTIF Proposer un modèle granulaire tenant compte des caractéristiques des poudres d’UO2 en vue d’une étude numérique et

systématique de leur rhéologie et de leur microstructure. Etablir un lien entre microstructure du compact et comportement macroscopique.

RESULTATS Illustration de la démarche dans le cas d’un milieu granulaire non-cohésif.

CONCLUSION

La prise en compte de la forme des particules permet d’expliquer par la simulation un certain nombre de résultats expérimentaux

Etudier l’influence de la non-convexité des particules sur la tenue mécanique des compacts crus. Comprendre les origines microscopiques (échelle des particules) du comportement macroscopique des poudres d’UO 2 et

de la tenue mécanique des compacts

2-Comportement macroscopique

1-Modèle granulaire

La résistance au cisaillement d’un empilement de particules non-convexes n’est pas liée à la compacité mais provient essentiellement de l’anisotropie des contacts, les anisotropies de forces normales.

Contacts simple, double simple, double et triple

Spécificités des contacts de particules non convexes

Déviateur de contraintes normalisé

3-Microstructure de l’état critiqueA l’échelle de la particule, la microstructure est entièrement décrite par les réseaux de contact, de force normale.

4-Résultat

Perspectives Prise en compte la cohésion : bandes de glissement très marquéesCompaction uni-axiale : influence de η sur la densification

DEMARCHE Particules non convexes

Dynamique des ContactsLien micro-macro

Dépôt aléatoire de 5000 particules

Compacité