Habilitation à diriger les recherches de Yancheng Zhang
Modélisation multi-physique de la FA et caractérisation des lois de matériaux à haute Température pour relier procédé, structure et propriétés (PSP)
Yancheng ZHANG soutient son Habilitation à Diriger les Recherches le 9 octobre 2025 à l’INSA Lyon.
Yancheng présentera ses travaux de recherche sur la Modélisation numérique multi-physique de procédés innovants à différentes échelles et caractérisation de lois matériaux à haute température pour établir une relation entre le procédé, la structure, les propriétés (PSP) de différents matériaux
Son jury est composé des personnalités suivantes :
Anthony GRAVOUIL, INSA Lyon, Examinateur
Aperçu de ses thèmes de recherche :
L’objectif de la recherche est de développer et d’intégrer des méthodes de calcul multi-échelles, basées sur la physique, pour établir la relation Procédé-Structure-Propriétés (PSP) dans différents matériaux (polymères et alliages métalliques) en fabrication additive (AM).
Caractérisation des matériaux. Du nanomètre à l’échelle de la pièce, le comportement thermomécanique est étudié de la température ambiante jusqu’au solidus. À l’échelle nano, le décollement interfacial des nanocomposites (nanotubes, graphène) est analysé, révélant de fortes différences entre interfaces graphène/graphène, graphène/polymère et polymère/polymère. Pour le polyamide 12 semi-cristallin, la cristallisation, la viscosité et la densification sont caractérisées afin d’alimenter les simulations L-PBF. L’homogénéisation thermique des structures de support et le comportement visco-plastique de l’IN718 à haute température sont également étudiés. Une plateforme expérimentale et numérique pour l’identification des lois constitutives est mise en place.
Modélisation numérique. Pour les polymères et alliages, des modèles multi-échelles (particule à pièce) simulent les phénomènes physiques et mécaniques du L-PBF. Pour les polymères semi-cristallins, le lien entre cristallisation, densification et réponse mécanique est établi. Des approches de supercouches (multi-shots) et de bi-maille sont proposées pour accélérer la simulation. De plus, le comportement mécanique anisotrope est associé à la croissance des grains pendant la construction à l’échelle mésoscopique et à l’échelle des pièces.
Réduction de modèle. Des méthodes simplifiées (inherent strain et inherent strain rate) permettent de réduire considérablement les coûts de calcul, jusqu’à un facteur 100 avec POD. Des modèles hyper-réduits sont appliqués aux procédés de soudage laser avec un gain de temps notable.
Jusqu’à présent, une plateforme numérique multi-échelles de modélisation AM pour alliages métalliques et polymères a été développée.
Yancheng Zhang est chercheur au CEMEF depuis octobre 2015, il a intégré l’équipe de recherche Métallurgie, Mécanique, Structures et Solidification – 2MS dirigée par Charles-ANdré Gandin.
Il co-encadre actuellement quatre doctorants :
- Eroshan GAMAGE : Développement de méthodes numériques pour la simulation du procédé d’usinage d’une pièce produite par fabrication additive. Promotion 2024
- Sylvain DUCOTTET : Modélisation numérique de la précipitation et optimisation du traitement thermique “in-situ” du procédé de fusion laser sur lit de poudre pour applications aéronautiques. Promotion 2023
- Zixuan LI : Caractérisation de la structure de grain générée par le procédé L-PBF à l’échelle du cordon par l’expérience et la modélisation thermo-métallurgique-mécanique. Promotion 2022
- Trung-Chien VO : Comportement mécanique anisotrope basé sur la structure de grain pour la simulation de fusion par faisceau laser à l’échelle de la pièce avec un modèle d’ordre réduit. Promotion 2022
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