Cette recherche porte sur la conception expérimentale et une analyse hybride analytique/numérique du banc d'essais mécatronique de Barres Hopkinson (SHPB) à compression pneumatique à haute vitesse développé à l'INSA de Rennes (France) - Laboratoire LGCGM. Les principaux objectifs sont d'analyser et décrire le système mécatronique de propulsion pneumatique et d'acquisition de données en termes de vitesse d'impact, voir des ondes de choc de déformation élastique, les performances en termes de prévision de la vitesse d'impact fonction de la commande et consigne en pression, ainsi qu'une nouvelle méthode de calibration et d'étalonnage numérique. La méthode de mesure et d'estimation de la courbe vitesse-pression par interpolation avec fonctions splines cubiques d'Hermite est présentée ensemble avec l'analyse numérique des signaux élastiques de déformation.

Les techniques proposées utilisent l'identification d'un modèle analytique de description de la phase de propulsion prenant en compte les effets de frottement et un calage numérique et la simulation complète éléments finis (EF) de l'ensemble de dispositif SHPB (Fig. 1). Ceci prend en compte un modèle élasto-dynamique d'équilibre afin de décrire la propagation des ondes de choc élastiques et toutes les interactions mécaniques dynamiques aux interfaces de contact entre la barre d'impact lancé à une vitesse imposée, la barre incidente et la barre de transmission.

En tant qu'application réelle du modèle EF complet proposé, sur la base des travaux de recherche antérieurs et actuels à l'INSA de Rennes, une technique d'analyse inverse en deux étapes sera illustrée afin de pouvoir identifier avec précision les lois constitutives de comportement thermo-mécaniques de matériaux soumis à des vitesses de déformation élevées, déformations plastiques important et températures élevés, voir surtout lors des forts gradients de la déformation plastique, du taux de déformation et de la température.