Application de la mécanique des Champs de Dislocations au comportement viscoplastique du polycristal d’UO$_2$
Résumé
At high-temperature, viscoplastic behaviour of polycrystalline uranium dioxide (UO$_2$) is governed by the dislocation flow. At this scale, curvatures in the crystal lattice, associated to the presence of Geometrically Necessary Dislocations (GNDs), have been observed. Here, we develop an approach based on the Field Dislocation Mechanics theory, which models the Geometrically Necessary Dislocations (GNDs) glide, allowing us to consider the size effects associated to GNDs. The proposed model is used to simulate an imposed speed compression test of a polycrystal of UO$_2$. This test shows : accumulation of GNDs at the grain boundaries, glide within the grains and the formation of sub-grains. Results predicted by the model demonstrate, qualitatively, a good agreement with the experimentally observed dislocations substructure in deformed UO$_2$.
À haute température, les déformations viscoplastiques de l’UO$_2$ polycristallin sont gouvernées par le mouvement des dislocations. À cette échelle, des courbures dans le réseau cristallin ont été observées, et sont associées à la présence de Dislocations Géométriquement Nécessaires (GNDs). Une approche basée sur la théorie de la Mécanique des Champs de Dislocations, qui modélise le glissement des GNDs, a été développée pour rendre compte des effets d’échelle associés à la présence de ces GNDs. Le modèle proposé est utilisé pour simuler un essai de compression à vitesse imposée d’un polycristal d’UO$_2$, au cours duquel on observe l’accumulation de GNDs sur les joints de grains, leur glissement dans les grains et la formation de sous grains. Les résultats du modèle montrent, qualitativement, un bon accord avec la sous-structuration de dislocations observée expérimentalement.
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