Cette étude examine la déformation plastique sur la base de mesures de champs cinématiques et thermiques en utilisant des éprouvettes oligo- et monocristallines pour profiter de leurs structures simples. Dans un premier temps, la métrologie associée à la corrélation d’images numériques et la thermographie infrarouge est présentée. Ensuite, les deux techniques sont couplées à la fois dans l’espace et dans le temps en vue de suivre les évolutions de la déformation et de la température de chaque point matériel lors de la déformation de l’éprouvette (Thermographie Lagrangienne). Cette mesure couplée cinématique-thermique a ensuite été mise en œuvre lors d’essais de traction sur des oligocristaux d’aluminium et sur monocristaux de nickel, et les résultats sont analysés en lien avec leurs structures cristallographiques respectives. Le premier phénomène constaté est l’apparition, durant l’essai, de déformations hors-plan notables à l’échelle de la microstructure. Cette effet modifie l’émissivité apparente de l’éprouvette ce qui perturbe les mesures thermiques à l’échelle locale démontré par la présence d’une corrélation entre l’émissivité et le relief apparu en surface. Le second phénomène est l’apparition de bandes de déformation durant les essais sur les monocristaux de nickel. Les mesures cinématiques ont alors nécessité le développement d’une approche de projection basée sur la cristallographie qui permet une bonne évaluation de l’évolution du champ de déformation. Les hétérogénéités de déformation sont étroitement liées aux activations du glissement selon trois régimes distinctifs bien déterminés correspondant de façon biunivoque aux trois stades classiques d’écrouissage. / This study investigates the plastic deformation based on kinematic and thermal full-field measurements and using oligo- and single crystal specimens to take advantage of their simple structures. Firstly, a metrology associated with the digital image correlation and infrared thermography is presented. Then the two techniques are coupled both in space and in time in order to follow the strain and temperature evolution of each material point during the deformation of specimen (Lagrangian Thermography). This kinematic-thermal coupled measurement has subsequently been applied to aluminum oligocrystals and nickel single crystals in the tensile tests, and the results are analyzed with respect to their respective crystallographic structures. The first phenomenon observed is the appearance, during the test, of out-of-plane deformation noticeable at the microstructure scale. This effect changes the apparent emissivity of the specimen, which disrupts thermal measurements at the local scale demonstrated by the presence of a correlation between the emissivity and the surface relief. The second phenomenon is the appearance of the bands of deformation during the tests on nickel single crystals. The kinematic measurements have then necessitated the development of a crystallographic-based projection approach which allows a good evaluation of strain field evolution. The strain heterogeneities are closely related to the slip activations according to the three distinctive regimes well determined corresponding biuniquely to the three conventional work hardening stages.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2014LIL10057 |
| Date | 16 July 2014 |
| Creators | Wang, Xiaogang |
| Contributors | Lille 1, Dufrénoy, Philippe, Charkaluk, Éric, El Bartali, Ahmed, Witz, Jean-François |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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