In this thesis, finite element analyses based on a rate-dependent Taylor-type polycrystal model have been developed to simulate sheet metal forming processes and localized deformation phenomena. This formulation can be appMed to nonhomogeneous boundary-value problems for FCC polycrystals subjected to large deformations. The analysis inherently accounts for initial textures as weU as deformation-induced anisotropies due to texture evolution. Both plane strain and plane stress finite element (FE) codes incorporating parallel computing algorithms have been developed so that simulations could be performed for applications requiring fairly large numbers of elements.

Using the finite element codes which have been developed, instability and localization phenomena for the rolled aluminum sheet alloy AA3004-H19 under tension have been studied. The effects of various parameters on the formation of localized deformation bands have been investigated. These include initial texture and its evolution, strain hardening, material strain-rate sensitivity, loading direction, mesh sensitivity, geometric imperfections, and boundary conditions Instability criteria have been defined for both necking and shear banding.

The large strain behaviour of the roUed aluminum sheet alloy AA3004-H19 under planar simple shear has also been simulated numerically using both the plane strain and the plane stress polycrystal FE codes. The effects of the shearing direction on the overall shear stress-shear deformation curves and deformation patterns have been investigated. The initiation and propagation of shear bands have been studied in detail.

Finally, the plane strain FE code was employed to simulate earing during the deep drawing of the rolled aluminum sheet aUoys AA6111-T4 and AA5754-0. Simulations based on both the polycrystal model and a phenomenological constitutive law were performed where only the flange area of the sheet was analyzed. The effects of these textures were examined, and comparisons were made with experimental data.

Une formulation par éléments finis pour les polycristaux, basée sur l'hypothèse de Taylor pour un matériau sensible au taux de déformation, a été appliquée pour analyser la mise en forme des métaux et les phénomènes de localisation. Cette formulation s'applique aux problèmes de conditions aux limites non homogènes des métaux polycristallins sous grandes déformations. Elle tient également compte des textures initiales ainsi que des anisotropies induites par la déformation causée par l'évolution de la texture. Des codes d'éléments finis basés sur les hypothèses de déformations planes et de contraintes planes incorporant des algorithmes de calcul parallèle ont été élaborés.

En utilisant les codes d'éléments finis établis, les instabilités et les phénomènes de localisation dans l'alliage d'aluminium AA3004-H19 sous tension ont alors été étudiés. Les effets de divers paramètres tels que la texture initiale et son évolution, l'écrouissage, la sensibilité au taux de déformation du matériau, la direction du chargement, la sensibilité du maillage, les imperfections géométriques et les conditions limites sur la formation des déformations locales ont été traités. Un critère d'instabilité a été défini pour la striction et la formation des bandes de cisaillement.

Le comportement à grandes déformations pour l'alliage d'aluminium AA3004-H19, sous cisaillement simple, a aussi été simulé numériquement en utilisant les codes d'éléments finis. Les effets des directions du cisaillement sur les courbes de contrainte déformation et les morphologies des déformations ont été étudiés. L'initiation et la propagation des bandes de cisaillement ont aussi été examinées en détail.

Finalement, l'emboutissage profond des alliages d'aluminium AA6111-T4 et AA5754-0 a été modélisé en utilisant à la fois le modèle polycristallin et un modèle phénoménologique où seulement la zone de « flange » a été analysée. Les effets de ces textures ont été examinés et les résultats obtenus ont été comparés avec les données expérimentales.