Essais sur drapage représentatif et Validation du modèle par comparaison avec les essais
deux capteurs et de la différence de temps de détection entre les deux capteurs d’un cassé de mine en graphite (source de Hsu Nielsen). Dans cette étude, deux capteurs sont utilisés pour différencier les échos provenant de la partie utile de l’éprouvette, des échos provenant de la partie serrée dans les mors, des talons ou des bruits de la machine.
Pour l’acquisition des salves, différents paramètres d’acquisition doivent être réglés, tels que le seuil, le « Peak Definition Time » (PDT), le « Heat Definition Time » et le « Hit Lockout Time ». Ces paramètres correspondent respectivement à l’amplitude minimale de détection, au temps de montée maximale d’une salve, à la durée maximale d’une salve et au temps d’aveuglement du système pour éviter les échos secondaires. Ils ont été fixés respectivement à 35 dB, 200 µs, 800 µs et 1000 µs. Les caractéristiques des salves enregistrées sont l’amplitude, le temps de montée, la durée, le nombre de coups et l’énergie. L’analyse a été réalisée par une méthode multiparamétrique (méthode des k-moyennes) ou par une méthode paramétrique (étude de l’amplitude). En effet, les résultats obtenus ont montré qu’il était possible de trier de manière assez précise les évènements par leur amplitude. De plus, l’analyse multiparamétrique est une étude beaucoup plus longue et complexe à réaliser. Cette étude ne se focalisant pas tout particulièrement sur le traitement des signaux d’émission acoustique, l’étude paramétrique a été retenue pour le traitement systématique des données.
Cet outil va nous permettre de suivre l’activité acoustique dans l’éprouvette représentative dans le but de pouvoir quantifier l’influence de la température sur la cinétique d’endommagement.
Corrélation d’images numériques
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Eq. 3-1
où : x,y et z sont les coordonnées d’un point P à l’état non déformé, x’, y’ et z’ sont les coordonnées d’un point P à l’état déformé,
(u, v, w) est le vecteur déplacement matériau du point P entre l’état déformé et l’état non déformé,
(U, V, W) est le vecteur déplacement d’ensemble du point P entre l’état non déformé et l’état déformé.
Le champ de déplacement ainsi obtenu peut être utilisé pour obtenir le champ de déformation par différenciation.
Dans cette étude, les mesures par corrélation d’images numériques seront réalisées à partir de clichés acquis avec une camera CCD Princeton Instruments Megaplus EC11000-C. Cette caméra est équipée d’un capteur de dimension 36x24 mm² et dispose d’une résolution de 11 MPx. Un objectif à soufflet est installé sur cette caméra. Lors des mesures réalisées dans cette étude, le soufflet est déployé au maximum et permet d’obtenir un grandissement de 3.
Les marqueurs sur l’éprouvette sont obtenus à partir d’un mouchetis artificiel déposé sur la tranche de celle-ci. La taille des grains de ce mouchetis est de l’ordre de 7µm, soit, dans la configuration décrite précédemment, environ 3 pixels.
Des images sont enregistrées au repos et à différents niveaux de charges et sont traitées à l’aide du logiciel Granu développé au sein du laboratoire. Ce logiciel va mesurer le déplacement des points de mesure déterminés à partir des nœuds d’un maillage généré sous Abaqus. Ces points de mesure sont les centres de fenêtres de N pixels de côté utilisées par le logiciel Granu pour réaliser la corrélation : pour un point de mesure A de coordonnées sur l’image initiale, les pixels de la fenêtre correspondante sont définis par leur position et leur niveau de gris . Ce point de mesure se retrouve sur l’image déformée en coordonnées , où est le déplacement du point de mesure entre les deux images. Le déplacement de ce point de mesure entre l’image initiale et l’image déformée est déterminé en maximisant le coefficient de corrélation déterminé par la relation Eq. 3-2 :
√
Eq. 3-2
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Ce coefficient de corrélation est déterminé à partir des fonctions d’intercorrélation (Eq. 3-3) et d’autocorrélation ( ∑ ∑ ( ) ( )
Eq. 3-4) :
∑ ∑ ( ) ( )
Eq. 3-3
∑ ∑ ( ) ( )
Eq. 3-4
Le logiciel Granu trouve le déplacement en maximisant cette fonction, c’est-à-dire lorsque les fenêtres correspondantes se superposent.
Afin de trouver ce maximum, on cherche la présence d’un pic de corrélation (Figure 3-3). Ce pic est déterminé à l’aide de différents paramètres dans le logiciel Granu, tels que le seuil de corrélation minimal. Une fois le pic trouvé, le déplacement est obtenu par interpolation parabolique déterminée sur un carré de 5 pixels de côté autour du pic de corrélation.
Figure 3-3 : Exemple de pic de corrélation obtenu lors de cette étude.
Dans la configuration utilisée, la résolution spatiale est de 130 μm et la sensibilité sur les déformations est de 5.10-4.
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Dans un premier temps, cette mesure de champ de déformation va nous permettre d’analyser expérimentalement l’influence de la séquence d’empilement sur la répartition des déformations dans le but de définir l’éprouvette représentative. Dans un second temps, elle va aussi nous permettre de mesurer l’évolution des champs de déformations de l’éprouvette représentative au cours d’un essai de tractions progressives avec paliers de maintien en charge, cela dans le but de quantifier l’influence de la viscosité sur le comportement de telles éprouvettes. Ces mesures ne pourront pas permettre une étude de l’influence de la température du fait de l’impossibilité d’utiliser la caméra haute résolution avec l’enceinte thermique dans sa configuration actuelle.