Identification expérimentale et modélisation micromecanique du comportement d'un multicristal en alliage a mémoire de forme

Experimental identification and micromechanical modeling of the behavior of a multicrystal in shapememory alloy

• Auteur / Autrice : Tarek Merzouki
• Direction : Fodil Meraghni, Tarak Ben Zineb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des matériaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Principes variationnels

Alliages à mémoire de forme

Résumé

Le présent travail de thèse est une contribution à l’analyse et à la modélisation du comportement micromécanique d’un multicristal en AMF. Il est fondé sur l'exploitation de la richesse des mesures de champs cinématiques locaux dans le multicristal en vue de l'investigation des mécanismes gouvernant le comportement mécanique à l'échelle microscopique : transformation de phases,. . . . L’analyse et la modélisation de ces micromécanismes ont contribué, d’une part, à la mise en place du modèle à fort contenu physique reliant les causes et les effets des phénomènes mécaniques étudiés et d’autre part, à l’identification des paramètres régissant le modèle rhéologique. Le travail de thèse présente trois objectifs : le premier est le développement d’une approche expérimentale dédiée à la mesure de champs cinématiques à l’échelle microscopique sur un multicristal en alliage à mémoire de forme de type Cu-Al-Be. La mesure cinématique est réalisée par la technique de corrélation d’images numériques. Les champs de déplacement puis de déformation sont ensuite extraits par un traitement numérique à l’aide du logiciel de corrélation d'images CORRELI-Q4. Le deuxième objectif est la mise en place d’une méthodologie de couplage entre simulations numériques du comportement du multicristal et la mesure des champs cinématiques à l'échelle de la microstructure. Le troisième but visé dans ce travail est la mise en œuvre d’une méthode d'identification basée sur la minimisation d'une norme énergétique formulée par l'erreur en relation de comportement. La méthode d’identification est appliquée à l’échelle de la microstructure afin d’estimer les paramètres du comportement mécanique du multicristal à partir du champ cinématique mesuré.

This work of thesis is a contribution to the analysis and the modeling of the micromechanical behavior of a multicrystal in SMA. It is founded on the goodness of local measured kinematic fields in the multicrystal for the investigation of the mechanisms controlling the mechanical behavior on a microscopic scale: transformation of phases… The analysis and themodeling of these micromechanisms contributed, on one hand, to the installation of the model with strong physical contents relating the causes and the effects of studied mechanical phenomena, and on the other hand, to the identification of the parameters governing the rheological model. This work presents three aims: the first is the development of an experimental approach for measurement of the kinematic fields on a microscopic scale on a multicrystal Cu-Al-Be shape memory alloy. The kinematic measurement is obtained by digital image correlation. The displacement fields and the strain fields are extracted by a digital processing using the image correlation software CORRELI-Q4. The second aim is the installation of a methodology for coupling between numerical simulation of the multicrystal behavior and kinematic field measurements at the microscopic scale. The third is to implement an identification method based on the minimization of an energy norm formulated by the error in constitutive relation. The identification method is applied at the microscopic scale in order to estimate the multicrystal mechanical behavior parameters from the measured kinematic fields.