Hostname: page-component-78c5997874-lj6df Total loading time: 0 Render date: 2024-11-18T11:21:03.701Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Caractérisation dynamique aux barres de Hopkinson par chargement indirect en traction d'éprouvettes métalliques collées

Published online by Cambridge University Press:  10 May 2006

Grégory Haugou ,
Jacky Fabis  and
Pascal Drazetic
Grégory Haugou
Affiliation:
Département de mécanique du solide et de l'endommagement, Office national d'études et de recherches aérospatiales, 5 boulevard Paul Painlevé, 59045 Lille Cedex, France Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines, (LAMIH/DRC, UMR-CNRS 8530), Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, Le Mont-Houy, Bâtiment Jonas 2, 59313 Valenciennes Cedex 9, France
Jacky Fabis
Affiliation:
Département de mécanique du solide et de l'endommagement, Office national d'études et de recherches aérospatiales, 5 boulevard Paul Painlevé, 59045 Lille Cedex, France
Pascal Drazetic
Affiliation:
Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines, (LAMIH/DRC, UMR-CNRS 8530), Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, Le Mont-Houy, Bâtiment Jonas 2, 59313 Valenciennes Cedex 9, France
Get access

Abstract

L'article propose une configuration de traction directe d'éprouvettes plates par chargement indirect sur un dispositif de barres de Hopkinson. La fixation par collage des éprouvettes permet de limiter la dégradation des ondes incidente et transmise à laquelle conduit généralement la sollicitation de traction, et qui ne permet plus d'identifier la loi de comportement du matériau considéré. L'intérêt de la configuration proposée réside par ailleurs dans la possibilité d'accéder à la phénoménologie de la sollicitation, impossible dans la plupart des solutions existantes. La campagne d'essais illustrée ici a été réalisée aux vitesses de déformation moyennes comprises entre 200 et 450 s-1 pour une nuance métallique réputée sensible à la vitesse de déformation : l'acier doux XES. Une confrontation des relations rationnelles est faite avec des campagnes d'essais entreprises sur vérin hydraulique et barres de Hopkinson en compression afin d'envisager un recouvrement partiel des lois de comportement obtenues aux vitesses de déformation moyennes classiquement inaccessibles.

Keywords

Dynamic facilities overlappingmoderate strain ratessplit Hopkinson bars devicesno-direct tensile loadingRecouvrement de moyens d'essais dynamiquesvitesses moyennes de déformationbarres de Hopkinsontraction par chargement indirect
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 7 , Issue 1 , January 2006 , pp. 1 - 11
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2006

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Fehr, R.O., Parker, E.R., Measurement of dynamic stress and strain in tensile test specimens, Proceedings of the Society for Experimental Stress Analysis 1 (1943) 76–82
Davies, R.M., A critical study of the Hopkinson pressure bar, Phil. Trans. R. Soc. Lon. A 240 (1948) 375–457 CrossRef
Steidel, R.F., Makerov, C.E., The tensile properties of some engineering materials at moderate rates of strain, ASTM Bulletin 247 (1960) 57–64
J.E. Smith, Tension tests of metals at strain rates up to 200 s-1, Materials Research and Standards, 1963, pp. 713–718
P. Béguelin, Approche expérimentale du comportement mécanique des polymères en sollicitation rapide, Thèse, École polytechnique Fédérale de Lausanne, 1996
J. Fabis, Caractérisation expérimentale de la loi de comportement d'un acier en dynamique, Rapport Onera-Lille No. 97/63, 1997
Lindholm, U.S., Bessey, R.L., Smith, G.V., Effect of strain rate on yield strength, tensile strength, and elongation of three aluminum alloys, J. Mat. 6 (1971) 119–133
T. Nicholas, Dynamic tensile testing of structural materials using a split Hopkinson bar apparatus, Technical report, AFWAL TR 80-4053, 1980
I.H. Hove, B. Andersson, T.E. Johnsen, High speed tensile testing, J. Physique IV, C3, 1997, pp. 229–234
Mansilla, A., Regidor, A., Garcia, D., Negro, A., Dynamic tensile testing for determining the stress-strain curve at different strain rate, J. Physique IV 10 (2000) 695–700
Quik, M., Labibes, K., Albertini, C., Valentin, T., Magain, P., Dynamic mechanical properties of automotive thin sheet steel in tension, compression and shear, J. Physique IV, Colloque C3, Supplément au J. Physique III 24 (1997) 379–384
J. Fabis, Contribution à la caractérisation en dynamique rapide de lois de comportement de matériaux composites, Rapport Onera-Lille No. 99/40, 1999
Rodriguez, J., Navarro, C., Sanchez, V.~Galvez, Numerical assessment of the dynamic tension test using the Split Hopkinson Bar, J. Testing and Evaluation, No. 4 22 (1994) 335–342
Rusinek, A., Klepaczko, J.R., Comportement viscoplastique des tôles en traction et cisaillement – Analyse de la vitesse d'impact, Matériaux & Techniques 11–12 (1999) 41–52 CrossRef
H. Zhao, Analyse de l'essai aux barres d'Hopkinson – Application à la mesure du comportement dynamique des matériaux, Thèse, École Nationale des Ponts et Chaussées, 1992
L. Rota, Application de méthodes inverses au dépouillement de l'essai aux barres de Hopkinson, Thèse, École polytechnique, 1997
H. Kolsky, Stress waves in solids, Dover Publications Inc., New York, 1963
G. Gary, Some aspects of dynamic testing with wave-guides, New experimental Methods in Material Dynamics and Impact, Warsaw 1, Poland, 2001, pp. 179–222
Sato, Y., Takeyama, H., The use of the split Hopkinson pressure bar to obtain dynamic stress/strain data at constant strain rates, Technology Reports, Tohoku University, No. 2 43 (1978) 303–315
Lindholm, U.S., Yeakley, L.M., Some experiments with the split Hopkinson pressure bar, Experimental Mechanics 12 (1964) 317–355
DYMAT, Présentation des essais dynamiques par barres d'Hopkinson, Document DYMAT ENSTA/DYMAT – M10
Mouro, P., Gary, G., Zhao, H., Dynamic tensile testing of sheet metal, J. Physique IV 10 (2000) 149–154
G. Gary, J.R. Klepaczko, A computer program for the analysis of the split Hopkinson bars test, Paris/Metz, 1988
Gary, G., Klepaczko, J.R., Zhao, H., Correction de dispersions pour l'analyse des petites déformations aux barres de Hopkinson, J. Physique IV 1 (1991) 403–410
Leblanc, M.M., Lassila, D.H., Dynamic tensile testing of sheet material using the Split Hopkinson Bar technique, Experimental Techniques 17 (1993) 37–42 CrossRef
T. Yokoyama, T. Isomoto, Impact tension testing of sheet metals for automobile structural uses, Proceedings of Asian Pacific Conference for Fracture and Strength, 1996, 795–799
Nguyen, C.H., Schindler, H.J., On spurious reflection waves in Hopkinson bar tensile tests using a collar, J. Physique IV 7 (1997) 85–90
Harding, J., Wood, E.O., Campbell, J.D., Tensile testing of materials at impact rates of strain, J. Mechanical Engineering Science 2 (1960) 88–96 CrossRef
Yuan, J.M., Shim, V.P.W., Tensile response of ductile $\alpha$–titanium at moderately high strain rates, Int. J. Solids and Structures 39 (2002) 213–224 CrossRef
Chocron-Benloulo, I.S. Rodriguez, J., Martinez, M.A., Sanchez Galvez, V., Dynamic tensile testing of aramid and polyethylene fiber composites, Int. J. Impact Engineering 19 (1997) 135–146 CrossRef
C. Kammerer, Modélisation du comportement plan d'un composite quasi-unidirectionnel en verre E/polyester sous faibles et fortes vitesses de déformation – Application au cas de l'impact, Thèse, Université de Paris XIII, 1996
D.D. Radford, M.J. Worswick, The mechanical and constitutive behaviour of as-received and irradiated Zr-2.5Nb pressure tube material under high rates of tensile strain, J. Physique IV (2000) 293–298
M.A. Kaiser, Advancements in the split Hopkinson bar test, Thesis of Mechanical Engineering, Faculty of the Virginia Polytechnic Institute, 1998
Eskandari, H., Nemes, J.A., Dynamic testing of composite laminates with a tensile split Hopkinson bar, J. Composites Materials 34 (2000) 260–273 CrossRef
Zhang, B.P., Ding, C., Liu, B., Lin, H., Zhou, S.H., Dynamic tensile behavior of 93Wt% tungsten alloy and its fractal features of fracture, J. Physique IV C3 (1997) 409–414
G. Haugou, J. Fabis, B. Langrand, E. Deletombe, E. Markiewicz, Iterative experimental/numerical procedure for improvement of dynamic experimental facilities, Conference of Structures under Shock and Impact, Montreal, Qc, Canada, 2002, pp. 113–122
Zhao, H., Gary, G., The testing and behaviour modelling of sheet metals at strain rates from 10-4 to 104 s-1, Materials Science and Engineering 207 (1996) 46–50 CrossRef
Gary, G., Zhao, H., Étude expérimentale du comportement dynamique des matériaux, Mécanique & Industries 1 (2000) 15–26 CrossRef
G. Haugou, Moyens d'essais et de caractérisation de lois de comportement matérielles en dynamique moyennes vitesses, Thèse, Université de Valenciennes, 2003
Bussac, M.N., Collet, P., Gary, G., Othman, R., An optimisation method for separating and rebuilding one-dimensional dispersive waves from multi-point measurements – Application to elastic or viscoelastic bars, J. Mechanics and Physics of Solids 50 (2002) 321–350 CrossRef
R. Othman, Extension du champ d'application du système des barres de Hopkinson aux essais à moyennes vitesses de déformation, Thèse, École polytechnique, 2002