Ce travail, réalisé dans le cadre d'un projet de recherche qui implique le Centre de recherche et développement ALCAN à Kingston et notre groupe de mécanique des solides à l'Université de Sherbrooke, a pour objectif principal de caractériser le comportement biaxial des tôles minces. À l'aide d'un appareil servohydraulique et d'un extensomètre biaxial conçus et développés à l'Université de Sherbrooke, des éprouvettes cruciformes ont été sollicitées dans leur plan, selon deux directions orthogonales en suivant des trajets de déformation proportionnels. Ces essais biaxiaux ont permis d'enregistrer l'évolution des forces dans les bras des éprouvettes en fonction des déformations au centre, et ce pour deux tôles d'aluminium orthotropes.

Un code d'éléments finis qui incorpore différents modèles de plasticité anisotropes, et qui tient compte des conditions aux limites particulières de l'essai, a été développé en vue de déterminer les contraintes dans l'éprouvette cruciforme. Une procédure itérative a permis d'optimiser les simulations numériques des essais biaxiaux, de sorte que l'évolution des forces mesurées expérimentalement est reproduite pour chaque rapport de déformation. Le modèle de BARLAT et LIAN (1989), et dans une certaine mesure le critère de HILL (1990), mènent à une description très précise du comportement biaxial des tôles minces.

Les modes de déformation biaxiaux imposés aux deux tôles ont également été simulés avec un programme numérique basé sur un modèle de plasticité polycristallin. La formulation tient compte du glissement dans certains plans atomiques, de l'anisotropie élastique de la maille cristalline et de l'évolution de la texture au cours de la déformation.

L'analyse numérique avec ces deux types de modèles a permis de déterminer les courbes contrainte-déformation biaxiales ainsi que les contours de travail plastique de chaque alliage. Les incréments de déformation plastique étant normaux aux contours de travail, chacun de ceux-ci représente un potentiel plastique. Finalement, la forme des contours varie en fonction du travail accompli, indiquant un ecrouissage anisotrope du matériau.

Dans l'ensemble, les critères de plasticité phénoménologiques et le modèle polycristallin mènent a des prédictions presque identiques du comportement des deux tôles d'aluminium.