Essais & Simulations n°129

MESURES TECHNIQUE Suivi

MESURES TECHNIQUE Suivi multi-instrumenté d’un essai de traction statique sur éprouvette composite L’utilisation de matériau composite à matrice thermoplastique pour réaliser des pièces structurelles est en plein développement notamment dans le domaine automobile. La compréhension du comportement mécanique de ce type de matériau nécessite alors l’utilisation de techniques avancées. de caractérisation mécanique d’une éprouvette composite plate est suivi par deux techniques en parallèle : l’émission acoustique (EA) pour L’essai un suivi en volume en temps réel de l’endommagement et la corrélation d’images (CIN) afin de mesurer les champs de déformation en surface. Une éprouvette composite thermoplastique PET (polyéthylène téréphtalate) de dimensions 140 x 70 mm avec trou non habité de 6 mm a été caractérisée. Les essais sont effectués sur une machine servo-hydraulique Instron type 8801 de capacité 100 kN. La liaison de l’éprouvette à la machine d’essai est assurée à l’aide de mors hydrauliques. Sur cette éprouvette sont couplées deux méthodes de suivi : une méthode de suivi d’émission acoustique et une méthode de suivi par stéréo-corrélation d’images. En parallèle, les données force et déplacement de la machine d’essai sont enregistrées de manière synchrone. L’EA est une technique non destructive définie comme étant « un phénomène de création d’ondes élastiques transitoires résultant de micro-déplacements locaux internes à un matériau » (norme NF EN 1330-9). Pour cet essai, quatre capteurs micro-80 Mistras ont été utilisés. Ils ont ainsi été positionnés sous forme de maille carrée afin de localiser les endommage- ments en deux dimensions. L’acquisition a été réalisée avec une chaîne d’émission acoustique Mistras PCI2 de quatre voies. Le système de stéré-corrélation d’images permettant de suivre la déformée de la surface en temps réel est de type GOM Aramis 5M et a les caractéristiques suivantes : - Résolution des caméras : 5 MPixels, - Lentilles : Titanar 50 mm, - Volume de mesure : 65 x 55 mm, - Distance de mesure : 485 mm. La figure 1 représente le dispositif expérimental, l’historique de l’endommagement mesuré par EA et l’image de la surface préparée pour la CIN après amorçage de la fissuration. Essai de traction multi-instrumenté sur éprouvette composite PET avec trou non habité L’EA couplée à la corrélation d’image permet de détecter en temps réel la localisation et l’avancement des endommagements et de les comparer aux champs de déformation à tout moment (figure 2). 18 IESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017

MESURES voit ainsi que le critère de macro endommagement est franchi à 500 s soit 11 kN (figure 3). Activité Acoustique des deux classes de signaux séparés par logiciel de reconnaissance de formes Noesis et charge appliquée à l’éprouvette en fonction du temps. Charge appliquée en fonction du temps avec 1) Localisation des évènements acoustiques, 2) Champ de déformation et 3) image brute avec mouchetis de l’éprouvette associé à différents niveaux de charges L’étude statistique des paramètres des signaux enregistrés (amplitude du signal, énergie, fréquence…) permet d’identifier et de séparer les phénomènes d’endommagement. L’utilisation d’outils de classification du logiciel de reconnaissance de forme Noesis, nous permet de séparer les signaux de « macro-fissures » (en bleu) des signaux de « micro-endommagements » (en rouge). On CONCLUSION L’utilisation de plusieurs techniques nous permet ainsi de mieux comprendre le comportement mécanique de l’éprouvette. Pour ce type de matériau composite thermoplastique, les déformations mesurées par CIN sont importantes sans être obligatoirement siège d’endommagements ; l’émission acoustique nous permet alors de caractériser l’endommagement dans le matériau (position et historique). Anthony Foulon, Alain Proust et Mikaël Thouvenin (Mistras Group) Wireless 8 ch. infrared temperature sensors Linear analog & digital infrared temperature sensor Fiber-optic digital infrared temperature sensor for harsh environment Wireless 4 ch. thermocouple conditioner with the courtesy of Brembo S.p.A. 6 axis IMU with CAN output (3 axis accelerometer + 3 axis gyroscope) Digitally controlled strain gauge miniature amplifier Aerodynamic multichannel sensor 16 channels analog to CAN converter (strain gauge, 0-5V, -/+10V, RTD, NTC, …) TEXYS Z.A. des Chamonds Rue Édouard Branly F-58640 VARENNES-VAUZELLES Tél. : +33 (0) 386 212 718 Fax : +33 (0) 386 212 449 Lechat et la Souris - 03 86 71 05 85 ESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017 I19