Sollicitations complexes et suivi de transformation de phase

La proportionnalité entre le taux de déformation de transformation équivalente et le taux de la martensite a certes été validée dans des cas de chargements multiaxiaux proportionnels [94]. Néanmoins, elle n’a pas été validée dans le cas de chargements non proportionnels. Dans cette section, une base d’essais expérimentaux relatifs au comportement multiaxial sous des chargements proportionnels et non proportionnels pilotés en déplacement- angle et en contrainte de l’alliage à mémoire de forme de CuAlBe est constituée. Plus précisément, ils nous permettent de valider la relation linéaire entre la déformation de transformation de phase et la fraction volumique de martensite. Par ailleurs, cette base peut être aussi utilisée pour améliorer les modèles actuels concernant le comportement superélastique des AMF. Ces essais pourront servir à alimenter et valider les modèles numériques. Un dosage de phase a été réalisé en parallèle de ces chargements thermomécaniques. Dans ces essais, nous allons mettre en évidence l’effet superélastique relatif à ce matériau métastable lors de chargements thermomécaniques complexes. Ainsi, dans les essais présentés ci-dessous, nous développons notre méthode de dosage de phase dans le cas de chargements proportionnels dans un premier temps puis dans des cas de figure avec des chargements non proportionnels.

Nous avons utilisé des éprouvettes tubulaires ayant la même géométrie que les éprouvettes présentées dans la section 2.3. Elles ont un diamètre extérieur de 10 mm et un diamètre intérieur de 7 mm (Figure 3.22). Ces éprouvettes ont été réalisées par tournage à base de barreaux ronds de 20 mm de diamètre et de 120 mm de longueur, fourni par Némésis en alliage à mémoire de forme en CuAlBe polycristallin, superélastique à température ambiante. Elles ont subi un traitement thermique avant leurs utilisations dans les essais de cette section. Elles ont été chauffées dans un four à l’air ambiant à 650 °C pendant 20 minutes puis trempées à l’eau chaude à 100 °C pendant une heure [62]. Ce traitement permet d’obtenir une taille de grains homogène [73] et de relâcher les contraintes résiduelles dues à l’usinage dans celles-ci. Dans une première campagne d’essais, les mesures de déformation axiale et radiale ont été réalisées avec un extensomètre biaxial de marque epsilon 3550 avec un écartement longitudinal de 22, 45 mm entre ses pointes. L’alimentation de l’éprouvette avec une tension électrique traversant aussi le corps de l’extensomètre peut influencer les résultats obtenus avec la méthode de mesure par quatre points. Afin d’éviter cela, nous isolons électriquement les pointes de l’extensomètre en tungstène et le corps de l’éprouvette par du scotch.

Dans une deuxième campagne d’essais, nous avons utilisé le système Aramis GOM pour la mesure de la déformation. De cette manière, nous utilisons une méthode originale basée sur la stéréo corrélation d’images. Cette technique de mesure de champ de déformations permet de réaliser des mesures à distance des éprouvettes [38] et sans aucun contact avec celles-ci. Par ailleurs, un suivi de l’évolution de la déformation sur une grande surface est obtenu [38]. la section 2.3, est utilisé pour mesurer la résistivité des éprouvettes au cours de ces essais. Dans ce système, la transmission de la tension d’entrée générée par un suiveur de fissure est faite par les cales pentées (Figure 2.22 de la page 77) qui sont en contact avec la tête de l’éprouvette. Tandis que, la mesure de la tension est faite par des cosses (Figure 3.23). L’acquisition des différentes mesures expérimentales a été effectuée par un système d’acquisition de signaux de type Nicolet. Cet appareil permet d’acquérir huit canaux distincts. Les essais sur les éprouvettes en CuAlBe sont réalisés à une température ambiante supposée constante autour de 20 °C. Par conséquent, l’effet de la température sur la résistivité de l’austénite et de la martensite est absent. La contrainte équivalente de Von Mises ne caractérise pas la contrainte de début de transformation des AMF dans le cas de chargements multiaxiaux, nous présentons ci-dessous le calcul de la contrainte équivalente des AMF.