Dialogue essais-simulation et identification de lois de comportement ...
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Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales Les essais ont été réalisés dans une enceinte thermique INSTRON SFL 3119-408 couvrant une gamme de travail de -100 °C à 600 °C, équipée d’un régulateur Eurotherm. La porte de l'enceinte possède une fenêtre avec un vitrage spécial qui permet de prendre des images de l’éprouvette pendant l’essai (Figure 3-13). La température est contrôlée par un thermocouple K, placé au contact du mors inférieur et couplé à un afficheur numérique. Les températures choisies pour ces essais sont 30°C, 40°C, 50°C, 60°C et 70°C. L’incertitude sur la température mesurée est estimée à 2°C. La géométrie des éprouvettes est donnée Figure 3-12. Vérin vertical de la machine Système d’éclairage Mors Enceinte thermique pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 Caméra CCD Objectif Éprouvette mouchetée Figure 3-13 : Dispositif expérimental pour les essais de traction simple sur machine « INSTRON », mesures de déformations par corrélation d’images à travers la vitre de la porte de l'enceinte. Avant le lancement des premiers essais de traction, quelques images de la zone utile, à l’état non déformé, sont prises successivement dans les conditions d’essai, afin de déterminer l’erreur de mesure sur les déformations. Cette démarche correspond aussi à la validation de la procédure expérimentale et en particulier de l’emploi de la corrélation d’images à travers la vitre de l’enceinte thermique. La Figure 3-14 montre les valeurs des champs de déformation, qui correspondent à une estimation de l’erreur réelle en déformation : localement elle est au maximum de 0,02 %. Cette erreur moyennée sur la zone calibrée de l’éprouvette n’est plus que de 0,003 %. Cette valeur peut être assimilée à l’erreur sur les déformations reportées sur les courbes de traction uniaxiale. 74
Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales x x x y y y pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013 xx yy xy Figure 3-14 : Erreurs en déformation calculées entre deux images à l’état non déformé par corrélation d’images avec Vic-2D. Eprouvette de traction simple en NiTi, température 60°C. Taille de l’imagette 16 pixels, espacement 8 pixels, taille du pixel 0,06 mm. Il est évident que les valeurs d’erreur dépendent des conditions expérimentales : du mouchetis déposé sur l’éprouvette et des conditions d’éclairage, des conditions de prise de vue, des paramètres de corrélation et de la température d’essai. Les conditions expérimentales sont souvent très proches de celles qui ont été adoptées ici et donc l’erreur moyenne en déformation est généralement de l’ordre de 0,003 %. 3.4.3. Essais de compression avec corrélation d’images La même géométrie d’éprouvette (Figure 3-12) a été utilisée pour les essais de compression simple et pour les essais de traction. Les essais de compression ont été réalisés à l’aide d’un dispositif expérimental particulier conçu et réalisé dans le cadre de la thèse de Bagher Mohammad Sadeghi (Mohammad Sadeghi 2010) au centre Arts et Métiers ParisTech de Metz. Ce montage permet d’empêcher ou au moins de retarder le flambement de l’éprouvette. Il permet aussi d’utiliser une caméra pour prendre des images d’une partie de l’éprouvette pour pouvoir calculer les déformations par corrélation d’images. Les mors qui assurent le positionnement de l’éprouvette sont parfaitement guidés par les rails verticaux dotés de glissières en bronze auto-lubrifiées. Ces dernières permettent de réduire considérablement les frottements dus au contact des mors avec les rails (Figure 3-15-c). 75
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Partie A – Chapitre 3 : Procédures expérimentales<br />
Les <strong>essais</strong> ont été réalisés dans une enceinte thermique INSTRON SFL 3119-408 couvrant<br />
une gamme <strong>de</strong> travail <strong>de</strong> -100 °C à 600 °C, équipée d’un régulateur Eurotherm. La porte <strong>de</strong><br />
l'enceinte possè<strong>de</strong> une fenêtre avec un vitrage spécial qui perm<strong>et</strong> <strong>de</strong> prendre <strong>de</strong>s images <strong>de</strong><br />
l’éprouv<strong>et</strong>te pendant l’essai (Figure 3-13). La température est contrôlée par un thermocouple<br />
K, placé au contact du mors inférieur <strong>et</strong> couplé à un afficheur numérique. Les températures<br />
choisies pour ces <strong>essais</strong> sont 30°C, 40°C, 50°C, 60°C <strong>et</strong> 70°C. L’incertitu<strong>de</strong> sur la<br />
température mesurée est estimée à 2°C. La géométrie <strong>de</strong>s éprouv<strong>et</strong>tes est donnée Figure 3-12.<br />
Vérin vertical <strong>de</strong> la machine<br />
Système<br />
d’éclairage<br />
Mors<br />
Enceinte<br />
thermique<br />
pastel-00910076, version 1 - 27 Nov 2013<br />
Caméra CCD<br />
Objectif<br />
Éprouv<strong>et</strong>te<br />
mouch<strong>et</strong>ée<br />
Figure 3-13 : Dispositif expérimental pour les <strong>essais</strong> <strong>de</strong> traction simple sur machine<br />
« INSTRON », mesures <strong>de</strong> déformations par corrélation d’images à travers la vitre <strong>de</strong> la<br />
porte <strong>de</strong> l'enceinte.<br />
Avant le lancement <strong>de</strong>s premiers <strong>essais</strong> <strong>de</strong> traction, quelques images <strong>de</strong> la zone utile, à l’état<br />
non déformé, sont prises successivement dans les conditions d’essai, afin <strong>de</strong> déterminer<br />
l’erreur <strong>de</strong> mesure sur les déformations. C<strong>et</strong>te démarche correspond aussi à la validation <strong>de</strong> la<br />
procédure expérimentale <strong>et</strong> en particulier <strong>de</strong> l’emploi <strong>de</strong> la corrélation d’images à travers la<br />
vitre <strong>de</strong> l’enceinte thermique. La Figure 3-14 montre les valeurs <strong>de</strong>s champs <strong>de</strong> déformation,<br />
qui correspon<strong>de</strong>nt à une estimation <strong>de</strong> l’erreur réelle en déformation : localement elle est au<br />
maximum <strong>de</strong> 0,02 %. C<strong>et</strong>te erreur moyennée sur la zone calibrée <strong>de</strong> l’éprouv<strong>et</strong>te n’est plus<br />
que <strong>de</strong> 0,003 %. C<strong>et</strong>te valeur peut être assimilée à l’erreur sur les déformations reportées sur<br />
les courbes <strong>de</strong> traction uniaxiale.<br />
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