CFM 2019

Comportement dynamique sous chargement biaxial des alliages à mémoire de forme de type nickel-titane
Pierre Quillery  1@  , Olivier Hubert  1@  , Bastien Durand  1@  , Han Zhao  1, 2@  
1 : Laboratoire de Mécanique et Technologie  (LMT)
École normale supérieure (ENS) - Cachan, CNRS : UMR8535, Université Paris Saclay
2 : Université Pierre et Marie Curie - Paris 6  (UPMC)  -  Site web
Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI, Sorbonne Universités
4 place Jussieu - 75005 Paris -  France

Les alliages à mémoire de forme (AMF) subissent des transformations de phases solide-solide appelées transformations martensitiques, impliquant une phase "haute température", l'austénite et une phase "basse température", la martensite. Cette transformation peut être activée par chargement thermique (chauffage ou refroidissement) ou mécanique (contrainte) et explique par exemple le phénomène pseudo-élastique où une forte déformation réversible (> 6%) peut être atteinte lors d'un chargement. Bien que le comportement pseudo-élastique dynamique uniaxial des AMF soit relativement bien documenté aujourd'hui, ce comportement sous contraintes multiaxiales reste inconnu. Une telle connaissance est cependant essentielle pour la validation des modèles multiaxiaux afin de démocratiser leur utilisation. Ce travail propose d'étudier le comportement mécanique pseudo-élastique d'un nickel- titane sous compression dynamique biaxiale. Il est mesuré grâce à un système mécanique utilisant des barres de Hopkinson et un système de renvoi d'angle à 45°. L'utilisation d'une caméra thermique et d'une caméra optique permet d'identifier les champs de déformations et de température de manière synchronisée. Le champ de contrainte est estimé en combinant les informations des jauges de déformations placées sur les deux barres sortantes co-axiales et une analyse par éléments finis de l'échantillon. La déformation apparaît homogène dans la région de chargement biaxiale, où une augmentation significative de la température due à la chaleur latente de changement de phase est observée. Les tests dynamiques permettent d'autre part d'établir une courbe contrainte / déformation dynamique équivalente dans des conditions biaxiale et quasi-adiabatique. Les expériences sont finalement comparées aux résultats du modèle axisymétrique en différences finies où la loi de comportement est donnée par un modèle multi-échelle stochastique entièrement couplé.



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