El-Numodis: a new tool to model dislocation and surface interactions

International audienceWhile surfaces are known to have a limited impact on the mechanical properties of crystalline materials at the macroscopic scale, they play a key role at small-scale behaving alternatively as sources or sinks of various plastic deformation processes. In this study, we present a new tool called El-Numodis that relies on the superposition method to couple the discrete dislocation dynamics code Numodis to Elmer, an open-source finite-element-modeling tool. After few years of development, El-Numodis allows now for the simulation of small-scale object deformation and mechanical properties based on a large set of surface-related processes including stress-free boundaries, mirrored dislocations and a Monte-Carlo based dislocation nucleation mechanism. Here we present the main features of the code as well as numerical test-cases and benchmarks going from classical boundary value problems to tensile tests on model thin film.Alors que les surfaces sont connues pour avoir un impact limité sur les propriétés mécaniques des matériaux cristallins à l'échelle macroscopique, elles jouent un rôle clé à petite échelle en agissant alternativement comme sources ou puits de divers processus de déformation plastique. Dans cet article, nous présentons un nouvel outil appelé El-Numodis qui utilise la méthode de superposition pour coupler le code de dynamique des dislocations discrètes Numodis à Elmer, un outil de modélisation par éléments finis open-source. Après quelques années de développement, El-Numodis permet maintenant de simuler la déformation d'objets à petite échelle et les propriétés mécaniques basées sur un large ensemble de processus liés à la surface, y compris les limites sans contrainte, les dislocations miroir et un mécanisme de nucléation des dislocations basé sur la méthode de Monte Carlo. Nous présentons ici les principales caractéristiques du code ainsi que des cas d'essai numériques et des références allant des problèmes classiques de valeurs limites aux essais de traction sur des films minces modèles