CEA-DAM Ile de France91680 Bruyères le Châtel

Endommagement consécutif à un choc

• Expérience d’impact

• Une onde de choc est suivie d’une onde de réfraction sur les deux faces

• La tension crée des vides

• Les vides croissent, et s’agrègent

• Questions:

– Vitesse de croissance

– Distribution en taille

– Taux d’agrégation

• Nous essayerons de réprondre à ces questions par une approche au niveau atomique via la dynamique moléculaire

• La vitesse du son contrôle l’ensemble des phénomènes, ce qui nous limite à de petites dimensions (nm) et temps (ns)

• Importance de logiciels optimisés

Les paramètres du calcul

•Cuivre sur un réseau CFC

•Parametre de maille: a=3.8 A

•Taille de la simulation : 20x20x70

•Longueur ~ 266 A

•Pas de temps: 0.002 ps

•Vitesse du son ~3560m/s

•Soit: 35.6A/ps

•Il faut 7 ps pour traverser l’échantillon, c’est à ce moment que l’endommagement doit advenir.

•A t=0, on donne une vitesse initiale d’ensemble à la cible et à l’impacteur (le centre de masse est fixé)

•Les atomes sont soumis à une agitation thermique (300K)

•Deux ondes de choc se développent immédiatement à droite et à gauche

•Elles sont suivies d’ondes de détente.

•La tension apparaît lorsque les ondes se croisent

Molecular dynamics simulation (Copper on Copper, V=1500 m/s, 10ps)

Analyse de la porosité

•On peut définir un pore comme un ensemble connexe de vides

•On utilise la procédure de Strachan et al (Phys. Rev. B 2000)

•On donne à chaque un rayon (c’est une sphère pleine) et on divise léespace en voxels (de 1/20 d’un atome)

•Un voxel couvert à 50% et plein, sinon il est vide.

•Pour conserver le vrais vides, on élimine certains voxels vides

– On élimine chaque voxel non totalement entouré de voxels vides

– On recommence N fois, N étant déterminé par le fait qu’un cristal parfait ne doit pas avoir de vides.

– On voit deux régimes: avant (haut) et après (bas) la percolation

Evolution des pores