DYNAMIC BIAXIAL COMPRESSION CARRIED OUT ON HOPKINSON BARS: EXPLORATORY TESTS
ESSAI EXPLORATOIRE DE COMPRESSION DYNAMIQUE BIAXIALE SUR BARRES DE HOPKINSON
Résumé
L’identification de lois de comportement complexes sur des matériaux nécessite des essais multiaxiaux. Malheureusement, la réalisation de tels essais sur un système de barres de Hopkinson se révèle problématique en raison de la nature uniaxiale de la sollicitation générée par l’impact du projectile sur le système de barres. Une solution consiste à utiliser deux projectiles et deux systèmes de barres, mais cela pose des problèmes de synchronisation des impacts. Une autre solution consiste à confiner l’échantillon à l’aide d’un tube rigide, mais dans ce cas le rapport des sollicitations est imposé par le matériau testé.
Un banc expérimental a été mis au point pour contourner ces difficultés. Il utilise un unique projectile, une unique barre entrante, mais deux barres sortantes coaxiales. Après l’impact du projectile sur la barre entrante, la barre sortante interne génère directement une sollicitation dynamique de l'échantillon en croix dans la direction de l’axe des barres alors que la barre sortante externe (un tube entourant la barre interne) génère indirectement une sollicitation dynamique de l’échantillon en croix dans la direction transversale aux barres, et ce par l’intermédiaire d’un mécanisme. Ce mécanisme utilise deux pièces intermédiaires avec des surfaces de glissement inclinées de 45° par rapport à l’axe.
Lors des essais, les mesures de déformation effectuées par les jauges collées sur les barres permettent, après application des formules de Hopkinson, d’accéder aux forces et aux vitesses au niveau des interfaces entre les barres et le mécanisme. Le champ des déplacements au sein de l’échantillon en croix, observé à l’aide d’une caméra rapide, est également obtenu par corrélation d’images. Cela permet d’accéder à l’évolution temporelle des rétrécissements globaux de l’échantillon selon l’axe longitudinal et l’axe transversal.
Les résultats montrent un état stationnaire et valident donc le principe. Une comparaison avec les déplacements déterminés aux interfaces entre les barres et le mécanisme (à l’aide des mesures des jauges) montre que l’écart constaté entre les rétrécissements selon les deux axes est simplement dû à un écart entre les jeux cumulés à rattraper avant de comprimer l’échantillon. Une application envisagée est l’étude du comportement dynamique des alliages à mémoire de forme.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)