Dialogue essais-simulation et identification de lois de comportement ...
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Partie B – Chapitre 7 : Identification des paramètres du comportement superélastique du NiTi phases de comportement que pour le sens L. Les phases de transformation des courbes expérimentales dans le sens T n’étant pas aussi parfaitement linéaires que dans le sens L, il y a de légers écarts sur le plateau. E (MPa) υ H f (MPa) b d (MPa/°C) b r (MPa/°C) M s (°C) A f (°C) 55 012 0,475 3,26 0,0363 10,13 13,17 -24,3 1,7 Tableau 7-3 : Jeu de paramètres identifié à partir des deux essais réalisés suivant la direction T aux températures 30°C et 40°C. pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 Figure 7-7 : Comparaison entre les courbes de comportement superélastique simulées à partir des paramètres identifiés (Tableau 7-3) et les courbes expérimentales d’essais isothermes à 30°C et 40°C sur le NiTi dans le sens T, courbes ayant servi à l’identification. La comparaison des paramètres identifiés à partir des courbes de traction dans le sens T et dans le sens L amène aux observations suivantes : - Le module de Young identifié dans le sens T est sensiblement supérieur à celui du sens L (55 GPa au lieu de 47 GPa), pourtant les courbes expérimentales ne montrent pas de différence sensible (cf. Figure 4-7). Ceci peut être dû au fait que ce module ne représente pas que la partie élastique du comportement. Le modèle estime ce module en moyennant les courbes de charge et de décharge dans la phase austénitique mais également dans la phase martensitique. - Le coefficient de Poisson υ est quasiment identique (0,475 pour 0,486). - Le paramètre , qui représente la pente du plateau de transformation martensitique, est plus important dans le sens T (3,26 MPa pour 1,45 MPa) ce qui respecte les résultats expérimentaux (cf. Figure 4-7). - La déformation de transformation à saturation est de 10% plus élevée dans le sens L, ce qui est conforme aux courbes de comportement expérimentales. 196
Partie B – Chapitre 7 : Identification des paramètres du comportement superélastique du NiTi - Les deux pentes de transformation directe b d et inverse b r sont toutes les deux plus importantes dans le sens T (10,13 MPa/°C au lieu de 8,75 MPa/°C, et 13,17 MPa/°C au lieu de 9,52 MPa/°C). Elles sont calculées par l’intermédiaire des contraintes de début et de fin de transformation directe et inverse, ces contraintes sont plus grandes dans le sens T. - Les températures de transformation M s et A f sont sensiblement équivalentes. Ces températures ne doivent pas être influencées par la direction de chargement. ‣ Validation de la stratégie d’identification pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 Pour pouvoir démontrer les capacités de l'approche d'identification proposée, la procédure d’identification a été utilisée une nouvelle fois pour extraire l'ensemble des huit paramètres du modèle gérant le comportement superélastique, mais cette fois pour un second matériau dont le comportement est donné dans la littérature. Cet alliage de NiTi (Ni : 50,8% at), fourni par Memry Corporation sous forme de fils de 0,5 mm de diamètre a été caractérisé par Lagoudas et al. (Lagoudas et al. 2012). Des essais de traction avec charge-décharge ont été effectués à trois températures 25°C, 30°C et 40°C, avec une vitesse de déformation de (Figure 7-8). Figure 7-8 : Essais de traction isothermes avec charge-décharge à trois températures 25°C, 30°C et 40°C effectués par Lagoudas et al. (Lagoudas et al. 2012) sur des fils de NiTi. Ces courbes attestent que la transformation inverse est complète, il n’y a pas de déformation résiduelle à la fin d’un cycle complet, le comportement est superélastique. Aucune information expérimentale n’est fournie sur l’évolution des déformations transversales donc le coefficient de Poisson ne peut pas être identifié. Il a été supposé égal à 0,3. Un jeu de paramètres initiaux identique à celui de Chemisky et al. 2011 (Chemisky et al. 2011), reporté dans le Tableau 7-4, a été choisi. 197
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Partie B – Chapitre 7 : I<strong>de</strong>ntification <strong>de</strong>s paramètres du <strong>comportement</strong> superélastique du NiTi<br />
phases <strong>de</strong> <strong>comportement</strong> que pour le sens L. Les phases <strong>de</strong> transformation <strong>de</strong>s courbes<br />
expérimentales dans le sens T n’étant pas aussi parfaitement linéaires que dans le sens L, il y<br />
a <strong>de</strong> légers écarts sur le plateau.<br />
E (MPa) υ H f (MPa) b d (MPa/°C) b r (MPa/°C) M s (°C) A f (°C)<br />
55 012 0,475 3,26 0,0363 10,13 13,17 -24,3 1,7<br />
Tableau 7-3 : Jeu <strong>de</strong> paramètres i<strong>de</strong>ntifié à partir <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux <strong>essais</strong> réalisés suivant la direction<br />
T aux températures 30°C <strong>et</strong> 40°C.<br />
pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013<br />
Figure 7-7 : Comparaison entre les courbes <strong>de</strong> <strong>comportement</strong> superélastique simulées à<br />
partir <strong>de</strong>s paramètres i<strong>de</strong>ntifiés (Tableau 7-3) <strong>et</strong> les courbes expérimentales d’<strong>essais</strong><br />
isothermes à 30°C <strong>et</strong> 40°C sur le NiTi dans le sens T, courbes ayant servi à l’<strong>i<strong>de</strong>ntification</strong>.<br />
La comparaison <strong>de</strong>s paramètres i<strong>de</strong>ntifiés à partir <strong>de</strong>s courbes <strong>de</strong> traction dans le sens T <strong>et</strong><br />
dans le sens L amène aux observations suivantes :<br />
- Le module <strong>de</strong> Young i<strong>de</strong>ntifié dans le sens T est sensiblement supérieur à celui du sens L<br />
(55 GPa au lieu <strong>de</strong> 47 GPa), pourtant les courbes expérimentales ne montrent pas <strong>de</strong><br />
différence sensible (cf. Figure 4-7). Ceci peut être dû au fait que ce module ne représente<br />
pas que la partie élastique du <strong>comportement</strong>. Le modèle estime ce module en moyennant<br />
les courbes <strong>de</strong> charge <strong>et</strong> <strong>de</strong> décharge dans la phase austénitique mais également dans la<br />
phase martensitique.<br />
- Le coefficient <strong>de</strong> Poisson υ est quasiment i<strong>de</strong>ntique (0,475 pour 0,486).<br />
- Le paramètre , qui représente la pente du plateau <strong>de</strong> transformation martensitique, est<br />
plus important dans le sens T (3,26 MPa pour 1,45 MPa) ce qui respecte les résultats<br />
expérimentaux (cf. Figure 4-7).<br />
- La déformation <strong>de</strong> transformation à saturation est <strong>de</strong> 10% plus élevée dans le sens L,<br />
ce qui est conforme aux courbes <strong>de</strong> <strong>comportement</strong> expérimentales.<br />
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