Dialogue essais-simulation et identification de lois de comportement ...
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Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales (3.12) o La fonction d’auto-corrélation normalisée centrée (Zero mean Normalized Cross-Correlation function) : (3.13) Dans le logiciel de corrélation Vic 2D il est possible de choisir entre 3 coefficients de corrélation : pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 • choix 1 : la somme des différences au carré (Sum of Squared Differences). Ce coefficient ne prend pas en compte les changements de luminosité. Il est sensible aux variations d’éclairage, donc son usage est réservé aux situations avec de faibles contrastes. • choix 2 : la somme des différences au carré centrée (Zero mean Sum of Squared Differences). Ce coefficient permet de prendre en compte un décalage constant des niveaux de gris entre l’état initial et l’état déformé. • choix 3 : la fonction d’auto-corrélation normalisée centrée (Zero mean Normalized Cross-Correlation function). Ce coefficient tient compte à la fois d’un facteur d’échelle d’éclairage (dilatation de l’histogramme) et d’un décalage des niveaux de gris (translation de l’histogramme). Il est recommandé en cas de changements importants de luminosité. Pour améliorer la précision des calculs de déplacements, et en particulier passer d'une précision au pixel près à une précision subpixel, il faut interpoler les informations qui sont discontinues et ne sont connues qu'au pixel près. Vic-2D utilise une interpolation des niveaux de gris. Interpolation des niveaux de gris Les fonctions et sont des fonctions discontinues, qui sont constantes sur tout le pixel. Le niveau de gris est en fait associé aux coordonnées du centre du pixel. Il est nécessaire d'interpoler ces deux fonctions au voisinage de ces coordonnées pour rendre les fonctions continues. Il existe différents types d’interpolation (interpolation bilinéaire, interpolation bicubique, interpolation bicubique spline, interpolation quintic B-spline, interpolation bicubique B-spline ). Les deux interpolations les plus courantes sont : • l'interpolation bilinéaire. C'est la plus simple, elle est basée sur des polynômes d’ordre 1. Elle consiste à attribuer à chaque point une combinaison linéaire des valeurs connues aux quatre pixels les plus proches du point à interpoler. Les 70
Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales coefficients de la fonction d’interpolation sont déterminés en imposant à cette fonction de passer par les quatre pixels voisins. • l'interpolation bicubique. Elle est plus compliquée, car elle prend en compte les seize pixels les plus proches du point à interpoler. Les niveaux de gris sont exprimés par un polynôme de degré quatre qui comporte 16 coefficients. Les quatre premiers coefficients sont calculés de la même façon que pour l’interpolation bilinéaire, les huit suivants sont déterminés en assurant la continuité des pentes des niveaux de gris en ces mêmes points, et les quatre derniers sont déterminés en assurant la continuité des dérivées croisées toujours en ces quatre points. Une interpolation plus complexe demande des capacités informatiques plus grandes et augmente le temps de calcul. Les interpolations utilisées dans Vic 2D sont : interpolation bilinéaire et interpolation bicubique B-spline. pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 Calcul des déformations Les déformations sont obtenues en dérivant le champ de déplacement (à l’échelle de l'imagette). Les déformations de Green-Lagrange sont calculées à partir des coefficients de l’équation (3-5) : (3.14) Le logiciel Vic-2D version 2009 peut calculer aussi les déformations logarithmiques d’Hencky et les déformations d’Euler-Almansi, ces déformations sont calculées à partir du tenseur gradient de transformation. 3.3.4. Applications Daly et al. (Daly et al. 2007) ont utilisé la corrélation d’images avec le logiciel Vic-2D pour observer l’évolution de la déformation longitudinale au cours de la transformation martensitique lors d’un essai superélastique en traction simple sur une éprouvette plane en NiTi (Figure 3-10). Au début de l’essai l’éprouvette est complètement austénitique. Lors de la charge, les résultats montrent qu’au début de la transformation (autour de 1,3 % de déformation) la déformation est presque uniforme dans toute la surface observée, puis une bande de martensite localisée en bas de la surface observée apparait à environ 1,5% de déformation. Le niveau de déformation continue d’augmenter avec l’apparition d’autres bandes. Vers la fin de la transformation (autour de 4,25% de déformation) l’augmentation de la contrainte s’accélère. La décharge suit les mêmes étapes que la charge. 71
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Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales<br />
(3.12)<br />
o La fonction d’auto-corrélation normalisée centrée (Zero mean Normalized<br />
Cross-Correlation function) :<br />
(3.13)<br />
Dans le logiciel <strong>de</strong> corrélation Vic 2D il est possible <strong>de</strong> choisir entre 3 coefficients <strong>de</strong><br />
corrélation :<br />
pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013<br />
• choix 1 : la somme <strong>de</strong>s différences au carré (Sum of Squared Differences). Ce<br />
coefficient ne prend pas en compte les changements <strong>de</strong> luminosité. Il est sensible aux<br />
variations d’éclairage, donc son usage est réservé aux situations avec <strong>de</strong> faibles<br />
contrastes.<br />
• choix 2 : la somme <strong>de</strong>s différences au carré centrée (Zero mean Sum of Squared<br />
Differences). Ce coefficient perm<strong>et</strong> <strong>de</strong> prendre en compte un décalage constant <strong>de</strong>s<br />
niveaux <strong>de</strong> gris entre l’état initial <strong>et</strong> l’état déformé.<br />
• choix 3 : la fonction d’auto-corrélation normalisée centrée (Zero mean<br />
Normalized Cross-Correlation function). Ce coefficient tient compte à la fois d’un<br />
facteur d’échelle d’éclairage (dilatation <strong>de</strong> l’histogramme) <strong>et</strong> d’un décalage <strong>de</strong>s<br />
niveaux <strong>de</strong> gris (translation <strong>de</strong> l’histogramme). Il est recommandé en cas <strong>de</strong><br />
changements importants <strong>de</strong> luminosité.<br />
Pour améliorer la précision <strong>de</strong>s calculs <strong>de</strong> déplacements, <strong>et</strong> en particulier passer d'une<br />
précision au pixel près à une précision subpixel, il faut interpoler les informations qui sont<br />
discontinues <strong>et</strong> ne sont connues qu'au pixel près. Vic-2D utilise une interpolation <strong>de</strong>s niveaux<br />
<strong>de</strong> gris.<br />
Interpolation <strong>de</strong>s niveaux <strong>de</strong> gris<br />
Les fonctions <strong>et</strong> sont <strong>de</strong>s fonctions discontinues, qui sont constantes sur tout le pixel. Le<br />
niveau <strong>de</strong> gris est en fait associé aux coordonnées du centre du pixel. Il est nécessaire<br />
d'interpoler ces <strong>de</strong>ux fonctions au voisinage <strong>de</strong> ces coordonnées pour rendre les fonctions<br />
continues. Il existe différents types d’interpolation (interpolation bilinéaire, interpolation<br />
bicubique, interpolation bicubique spline, interpolation quintic B-spline, interpolation<br />
bicubique B-spline ). Les <strong>de</strong>ux interpolations les plus courantes sont :<br />
• l'interpolation bilinéaire. C'est la plus simple, elle est basée sur <strong>de</strong>s polynômes<br />
d’ordre 1. Elle consiste à attribuer à chaque point une combinaison linéaire <strong>de</strong>s<br />
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