Association pour le développement des Sciences et Techniques de l'Environnement Association régie par la Loi de 1901

Colloque Astelab 2007 PARIS-EXPO - Porte de Versailles - Hall 7 - Niveau 3 - Salle Bérénice

Extensométrie Président de session : Yves Berthaud - LMT CACHAN Mardi 25 septembre à 9h30

1ère conférence Intérêt de la corrélation d'images pour l'identification de modèles de comportement Interest of digital inter correlation for the identification of constitutive equations Delphine Cuisinier, Yves Berthaud, Marc François

LMT ENS-Cachan / CNRS / UPMC - 94235 Cachan

Résumé L'orniérage des chaussées en enrobés bitumineux est un problème qui redevient important compte tenu du trafic (véhicules lourds, trajets sinueux en ville). Il est donc important de bien connaître le comportement des matériaux sous sollicitations multiaxiales. Nous avons donc réalisé plusieurs types d'essais (de poinçonnement, de poinçonnement combiné avec un chargement de cisaillement) et utilisé une technique désormais classique de corrélation numérique pour identifier le comportement. Nous présentons quelques résultats portant sur l'élasticité sachant que les développements actuels permettent d'identifier en un seul essai un modèle d'élasto- plasticité. Abstract Rutting is an important problem due to the traffic and the number of curves that exist in our cities. It is crucial to understand what is the behaviour of bituminous materials under multiaxial loads. We have reproduced this behaviour by classical compression test on a plate and combined compression shear using a special device. The digital image correlation has been applied during the test that allows the determination of displacement fields. Then is it possible to identify the material parameters that govern the elastic behaviour.

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2ème conférence Les jauges en analyse expérimentale des contraintes : Applications avancées Experimental stress analysis : Advanced strain gages applications Raymond Buisson

CETIM (Centre Technique des Industries Mécaniques) - Senlis

Résumé Après une présentation et une description des jauges de déformations résistives, le doc umentmont r el ’ i nt ér êtqu’ i ly a à ut i l i serc es j auges pourf ai r e de l ’ anal ys e expérimentale des contraintes. Il indique aussi les autres applications des jauges résistives (construction de capteurs, détection de grandeurs mécaniques telles que forces, couples, détection de fissuration, détection de phénomènes dynamique). I lyaaussiunt ourd’ hor i zons url esaut r est ec hni quesquipermettent de déterminer les contraintes mécaniques : photoélasticimétrie, méthodes de champs, diffraction de rayons X ou de neutrons, fibres optiques avec réseaux de Bragg, thermo élasticité, ultrasons, effet Barkhausen. Lespossi bi l i t ésd’ adapt at i on auxcondi t i onsd’ envi r onnementdi f f i ci l esde l at ec hni que d’ anal ys eex pér i ment al edescont r ai nt esparj augessontmi sesenévi dencesaut r av er s dedeuxexempl esd’ appl i cat i ons. Le premier traite de la détermination des contraintes thermomécaniques dans un ensemble de pièces montées à force et soumises à des températures élevées. Le deuxième est relatif à la détermination de faibles niveaux de contraintes sur des st r uct ur esdegr andesdi mensi onsdansdescondi t i onsd’ envi r onnementdi f f i ci l es Abstract After a presentation and a description of resistive strain gages, the paper points out why it is convenient to use these gages in experimental stress analysis. It mentions also others use of resistive strain gages (sensors building, measurement of mechanical parameters like force, torque, crack detection, vibration phenomenon detection). There is also an overview on other experimental stress analysis techniques: photo stress analysis, fields methods, X rays or neutron scattering, optical fibers with Bragg gratings, thermo elasticity, ultra sounds, Barkhausen effect. The ability with which resistive strain gages experimental stress analysis fits a lot of difficult surrounding conditions is demonstrated by means of two industrial examples. The first one deals with the thermo mechanical stress determination in a set of parts with tight fittings under high temperatures. The second is about the determination of weak stresses determination in severe environmental conditions on large scale structures . 3ème conférence Interférométrie dynami que pourl ’ ét ude de l a pr opagat i on de f i ssur es surdes matériaux fragiles. Etendue de la zone des effets tridimensionnels et transitoires en pointe de fissure Dynamic interferometry for the study of crack propagation in brittle materials. Area of the effects of three-dimensional and transient in crack tip Stéphen HEDAN, Valéry VALLE, Mario COTTRON

Résumé

Université de Poitiers Laboratoire de Mécanique des Solides, UMR 6610

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Notre étude permet de définir l'étendue de la zone des effets tridimensionnels et transitoires pour différentes vitesses de propagation de la fissure. Pour cela nous avons choisi des éprouvettes en PMMA pour leur comportement fragile. En utilisant une méthode optique permettant d'obtenir des franges d'interférométrie couplée à une caméra ultra rapide pour l'acquisition, une évolution temporelle du champ de déplacement horsplan est obtenue. A partir des interférogrammes et d'un algorithme d'extraction de phase à une seule image, le relief proche de la pointe de fissure peut être obtenu. Le principe de cet algorithme est basé sur la corrélation entre des franges réelles et des franges virtuelles. Ayant les champs de déplacement hors-plan, une confrontation avec différentes formulations du champ de déplacement hors-plan est faite. Ces deux expressions sont obtenues pour l'une (solution 2D) en faisant l'hypothèse des contraintes planes en mécanique de la rupture élastique linéaire. La deuxième (formulation 3D) a été formulée pour des fissures stationnaires, lors d'essais expérimentaux qui ont permis de mettre en évidence la présence d'effets tridimensionnels proches de la pointe de fissure. Dans notre cas, lors de propagation de fissure, les effets tridimensionnels sont toujours présents, mais il faut aussi prendre en compte les effets transitoires liés au phénomène dynamique. La pr és enc e d’ ef f et st r i di mensi onnel s ett r ans i t oi r es s et r adui tpar un écar t ement progressif entre la solution 2D et la formulation 3D lorsque l'on se rapproche de la pointe de fissure. Ainsi, par une étude de l'éloignement entre les deux expressions, nous pouvonsdét er mi nerl ’ ét enduedel az onedesef f et st r i di mensi onnel sett r ansi t oi r esen fonction de la vitesse de propagation de la fissure. Des résultats sont montrés pour un essai en statique et deux essais en dy nami que.L’ anal ysedesr ésul t at smont r equel a zone de décrochement des deux expressions s'étend de manière importante et proportionnellement à la vitesse de propagation de la fissure. Abstract Our study allows us to define the area of the effects of three-dimensional and transient for different crack propagation velocity. For that, we choose PMMA specimen for the brittle behaviour. By using the optical technique permitting to obtain the interferometric fringes and an ultra high speed CCD camera, the temporal evolution of the out-of-plane displacement fields is obtain. With the interferograms and algorithm of phase's extraction, the relief near the crack tip during the crack propagation can be obtained. This method consists in using the principle of correlation between the real and the virtual fringes. We compare the experimental data of out-of-plane displacements with a theoretical 2D solution and we propose a 3D formulation. The 2D solution characterizes out-of-plane displacements with plane stress hypothesis in the linear elastic fracture mechanic. The proposed 3D expression is based on works of the literature relating to the presence of the 3D effects for stationary cracks. In our case, during a crack propagation, the 3D effects are always present, but it is also necessary to take into account of the transient effects. The presence of 3D and transient effects results in a progressive gap between the 2D solution and the 3D formulation when we approach the crack tip. So, by a study of the detachment between the both expressions, we can determine the area of the 3D and transient effects zone according to the crack propagation velocity. Results are shown for one static test and two dynamic tests. The analysis of the results shows that the detachment zone of the two expressions is large and proportional to the crack propagation velocity.