Comparaison entre diverses approches de la modélisation du comportement thermomécannique des alliages à mémoire de forme

Comparaison between several approaches of shape memory alloys thermomechanical behavior modelling

• Auteur / Autrice : Elie Gibeau
• Direction : Christian Lexcellent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages à mémoire de forme

Mots clés libres

Thermomécanique

Résumé

Parmi les nombreuses approches de la modélisation des alliages à mémoire de forme (AMF), nous avons choisi d'e traiter une basée sur les surfaces de début de transformation de phase. Dans ce cadre, le modèle étudié est construit sur une étude thermodynamique. Le choix de la surface de début d transformation relève d'un critère de von Misès agrémenté d'une fonction de correction permettant de répondre à de critères de convexité ainsi qu'à la dissymétrie entre la traction et la compression qu'on retrouve dans les AMF. Un second modèle, issu de la littérature, a été aussi éprouvé: celui de E. Sadjadpour et Pro K. Bhattacharya. Il est bas sur une surface de fin de transformation martensitique. Cette surface particulière fait l'objet d'une étude et de détails a cours du mémoire. Jusqu'à présent ces deux modèles n'avaient été testés que de façon qualitative. Chacun de ses modèles a été confronté un ensemble de données expérimentales fournies au cours d'un colloque de l'ANR MAFESMA. Cette base de données contient des tests uniaxiaux, multiaxiaux, de commande en températures, etc. . . On note un grand parallélisme entre les deux modèles traités, bien que basés sur deux surfaces de transformation différentes. Une étude théorique propose un pont unissant ces domaines de transformation, la dualité entre les contraint de début de transformation et les déformations de fin de transformation a été mise en place. Des données expérimentales (iTi et CuAIBe) de la littérature ont été prises pour tester cette dualité.

Among all the approaches of shape memory alloys (SMA) modelling, the choice has been taken to study which one i based on the yield surface of beginning of the forward transformation (austenite to martensite). Then, the study is base! on a thermodynamical study and on the choice of corrected von Misès criterion by a correction function. This function can respond to convexity yield surface problems and takes also into account the SMA asymmetry between tension and compression behaviours. A second modelling based, from the literature, has been investigated: the one proposed by E. Sadjadpour and Pro K Bhattacharya. It is based on an ending transformation surface (austenite to martensite). This particular surface i reviewed in details throughout this work. These two models have never been tested with experimental results. In this work, we use the experimental data base of a MAFESMA conference and use the data in the study. The experimental data base contains uniaxial and multiaxia loadings, temperature loadings, etc. . . We see an important strong relashionship between the two models, although they are both based on different transformation surfaces. A theoretical study let appear a link between these two surfaces, the duality between the stress: the beginning of the forward transformation and the transformation strain at the end of the forward transformation has been achieved in this work. Experimental data (on NiTi and CuAIBe) from the literature has been used to validate this duality.