Influence d'un chargement thermomécanique cyclique sur les propriétés d'un alliage à mémoire de forme

Mahmoud Barati (1) , Luc Saint-Sulpice (2) , Shabnam Arbab-Chirani (2) , Sylvain Calloch (2) , Mahmoud Kadkhodaei (1)

1 University of Isfahan
2 IRDL - Institut de Recherche Dupuy de Lôme

Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont utilisés dans de diverses industries telles que l'automobile, l'aérospatial, le génie civil et la bioingénierie. Dans la plupart de ces applications, l'alliage subit un chargement thermomécanique cyclique et est donc susceptible de rompre en fatigue. La fatigue des AMF est donc un problème clé qui doit être étudié pour encourager les applications techniques et l'utilisation plus efficace de leurs propriétés spécifiques d'effet mémoire de forme et de super-élasticité. Si un AMF est soumis à un chargement thermomécanique cyclique, une déformation inélastique apparaît et croit jusqu'à saturation après un certain nombre de cycles. Ce phénomène est à l'origine de la fatigue dans les AMF en entraînant une déformation résiduelle qui évolue avec les cycles. L'origine de cette déformation résiduelle au cours d'un chargement cyclique est l'un des plus grands problèmes pour la modélisation du comportement cyclique et en fatigue des AMF. Pour améliorer la fiabilité des systèmes à base d'AMF, il est donc important de prédire convenablement son évolution avec des modèles adaptés, et de proposer des critères de ruine adaptés. Ces critères doivent être basés sur des indicateurs de la déformation rési-duelle cumulée. En particulier, deux interprétations micro-mécaniques sont abordées dans la littérature. L'une basée sur des contraintes résiduelles dues au développement de dislocations induites par le ma-tériau au cours des cycles. L'autre, sur de la martensite résiduelle accumulée pendant l'éducation. La première interprétation considère que le changement progressif de la réponse de l'AMF sous chargement cyclique est due à la présence de contraintes résiduelles orientées qui apparaissent pendant l'arrange-ment des dislocations. La nucléation et la croissance de variantes de martensites préférentielles sont favorisées par ces contraintes résiduelles qui tendent à se relâcher pendant un changement de forme. De plus puisque la création de dislocations est strictement liée au développement de la plasticité, on peut en déduire que les effets de l'éducation sont connectés à de la déformation plastique résiduelle. La seconde interprétation est basée sur l'augmentation progressive de variantes de martensite orientée résiduelle qui apparaissent à cause de l'arrangement de dislocations. La présence de ces dislocations ne permet pas une transformation martensite-austénite complète au cours d'une décharge ou d'une chauffe. De plus, les petites plaquettes de martensite résiduelle croissent au cours des cycles suivants. Dans cette

Domains: Physics [physics]; Mechanics [physics]

Mahmoud Barati, Luc Saint-Sulpice, Shabnam Arbab-Chirani, Sylvain Calloch, Mahmoud Kadkhodaei. Influence d'un chargement thermomécanique cyclique sur les propriétés d'un alliage à mémoire de forme. 23ème Congrès Français de Mécanique, CFM2017 , Aug 2017, Lille, France. ⟨hal-01713628⟩