Étude et modélisation du comportement cyclique des Alliages à Mémoire de Forme - ENSTA Bretagne - École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Study and modelisation of Shape Memory Alloys cyclic behavior

Étude et modélisation du comportement cyclique des Alliages à Mémoire de Forme

Résumé

The Shape Memory Alloys are used in many applications. But they generally impose a cyclic loading which is changing their behavior. We studied this behavior by performing an experimental database in superelastic and assisted shape memory effect (recovery strain) showing the appearance of a residual strain during cyclic tests. The application of a thermal flash at the end of these tests was used to determine the origin of this residual strain which is mainly due to residual martensite in the used alloy. A macroscopic model was developed to take into account this aspect of the Shape Memory Alloy behavior. It is a threshold model taking into account the various properties of Shape Memory Alloys such as the tension-compression asymmetry, the return point memory effect, the reorientation of martensite during multiaxial non-proportional loadings and the appearance of jammed martensite during cyclic loadings. The model was implemented in a finite elements code in order to simulate the behavior of structures under cyclic loadings. Its use for validation of the behavior or as a help in the conception was shown on two common applications using Shape Memory Alloys.
Les Alliages à Mémoire de Forme sont utilisés dans un grand nombre d'applications. Or celles-ci imposent généralement un chargement cyclique qui fait évoluer leur comportement. Nous avons donc étudié ce comportement en réalisant une base d'essais en super-élasticité et en effet mémoire assisté montrant l'apparition d'une déformation résiduelle au cours du cyclage. À la fin de ces essais l'application d'un flash thermique a permis de déterminer que l'origine de cette déformation résiduelle provient majoritairement de martensite résiduelle pour l'alliage utilisé. Un modèle macroscopique a ensuite été développé afin de prendre en compte cet aspect du comportement des Alliages à Mémoire de Forme. C'est un modèle à seuil permettant de prendre en compte les différentes propriétés des Alliages à Mémoire de Forme telles que la dissymétrie traction-compression, l'effet point-mémoire, la réorientation de la martensite lors de chargements multiaxiaux non-proportionnels ainsi que l'apparition de martensite bloquée lors de chargements cycliques. Le modèle a été implanté dans un code de calcul par éléments finis afin de simuler le comportement de structures sous chargement cyclique. L'utilisation du modèle pour la validation de comportement ou l'aide à la conception a été montrée sur deux applications courantes utilisant des Alliages à Mémoire de Forme.
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Dates et versions

tel-00453385 , version 1 (04-02-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00453385 , version 1

Citer

Luc Saint-Sulpice. Étude et modélisation du comportement cyclique des Alliages à Mémoire de Forme. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00453385⟩
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