Development of a FEMU-TU algorithm for identification of thermomechanical properties of CMC at high temperatures based on full-field measurements

Developpement d'un algorithme de FEMU-TU pour l'identification de propriétés thermomécaniques d'un CMC à hautes températures à partir de mesures de champs

Vincent Herb (1) , Myriam Berny (2, 1) , Benjamin Lacombe (1) , François Hild (2)

1 Safran Ceramics [Mérignac]
2 LMT - Laboratoire de Mécanique et Technologie

This paper focuses on the development of anoptimization method to identify thermomechanical properties of a ceramic matrix composite (CMC) based on high temperature thermal and kinematic full-field measurements.This method was appliedto determine the parameters of a burner-ringexperiment on a SiC/SiC sample heated by a flame. The displacements are obtained via a spatiotemporal approach of digital images correlation (DIC) and the identification is based on a FEMU algorithm (Finite Element Model Updating) taking into account both thermal and kinematic information.The model parameters are identified by least squares minimization of the thermal and kinematic fields,weighted by the measurement uncertainties (covariance matrices). The global dimension less functional is written by summing the thermal and kinematic functionalities weighted by the quantity of information.

Ce document présente le développement d’un algorithme de dialogue essai/calcul pour l’identification de propriétés thermomécaniques d’un composite à matrice céramique (CMC) à partir de mesures de champs thermiques et cinématiques enregistrés à hautes températures.Cette procédure est appliquée à un essai sur éprouvette SiC/SiC sollicitée thermo-mécaniquement par une flamme générant un gradient thermique tridimensionnel. Les déplacements sont obtenus via une approche spatiotemporelle de corrélation d’images numériques (CIN) et l’identification se base sur un algorithme de FEMU (Finite Element Model Updating)prenant à la fois en compte les informations thermiques et cinématiques. L’identification des paramètres se fait par minimisation par moindres carrés des observables (champs spatio-temporels thermiques et cinématiques), pondérés par les incertitudes de mesure (matrices de covariance). La fonctionnelle a dimensionnée globale s’écrit en sommant les fonctionnelles thermique et cinématique pondérées par la quantité d’informations.

Mots clés: Digital images correlation (DIC); High temperature; Finite Element Model Updating (FEMU).

Mots clés: Corrélation d’images numériques (CIN); Hautes températures; Dialogue essai/calcul

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]

Vincent Herb, Myriam Berny, Benjamin Lacombe, François Hild. Developpement d'un algorithme de FEMU-TU pour l'identification de propriétés thermomécaniques d'un CMC à hautes températures à partir de mesures de champs. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02420734⟩