Propriétés macroscopiques de résistance de nanocomposites ductiles: modèle théorique et simulations par dynamique moléculaire
Antoine Lucchetta  1@  , Djimedo Kondo  1, *@  
1 : Institut Jean Le Rond d'Alembert  (IJLRA)  -  Site web
CNRS : UMR7190, Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI
Boite 162 4 place Jussieu 75005 Paris -  France
* : Auteur correspondant

La présente étude vise d'abord à caractériser les propriétés de résistance de matériaux nanocomposites. A cette fin, on réalise des simulations par dynamique moléculaire à l'aide du code de calcul LAMMPS sur des cellules représentant un milieu renforcé par des particules rigides. Une attention particulière a été portée aux effets de taille des particules, en effectuant des calculs numériques pour différentes tailles. Les résultats montrent un effet de taille significatif, la résistance augmentant de plus de 25 % lorsque la taille passe de 1 nm à 0, 25 nm. Un second volet complémentaire de l'étude a porté sur la modélisation théorique de la résistance de la classe de matériaux considérée. Pour cela, on rappelle d'abord brièvement le cadre de l'analyse limite appliquée aux matériaux renforcés par des particules. Puis on étend ce cadre aux nanocomposites en considérant des contraintes interfaciales entre la matrice solide et les nano renforts, l'interface obéissant à une loi de plasticité surfacique tout en étant susceptible d'un saut du vecteur contraintes. Le critère macroscopique obtenu pour le matériau nanocomposite prédit des caractéristiques inhabituelles telles que (i) une dépendance significative de la résistance macroscopique avec la taille des nanoparticules, (ii) une reproduction des données de simulations moléculaires moyennant un calage de la résistance interfaciale.


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