Cette première étude s’intéresse aux courbes effort / déplacement issues des essais (Figure 6.6).
Comportement global
Quelle que soit la configuration de l’essai, ces courbes ont une allure similaire : – dans une première phase, le comportement est élastique avec, dans certains cas un
comportement non-linéaire raidissant qui sera discuté dans la suite ;
– une première chute de charge brutale apparaît, plus importante dans le cas des plaques épaisses (cas Fs et Ss) que dans celui des plaques minces (cas Ref et Sip) ; – après cet accident, les courbes montrent ensuite un comportement plutôt doux avec
de la non-linéarité.
Finalement la rupture de l’éprouvette est due à de la rupture des fibres, après un dévelop-pement plus ou moins fort de la fissuration transverse.
Répétabilité
Afin d’apporter de la confiance dans les résultats présentés par la suite, une étude de répétabilité a été réalisée sur les courbes globales. En effet, une bonne répétabilité des essais montre qu’a priori aucun spécimen ne comportait de gros défauts en début d’essai (ce qui fausserait l’étude de l’évolution de l’endommagement) et que cette évolution de l’endommagement est unique et stable.
Figure 6.6: Courbes effort/déplacement relatives aux quatre cas d’étude
Comme dit précédemment, neuf essais interrompus ont été réalisés sur chaque confi-guration. Les neuf courbes issues de chaque série ont été tracées sur un même graphe. La Figure 6.7 représente cette superposition dans le cas Ref.
Les courbes montrent des décalages en déplacement constants du début jusqu’à la fin de l’essai. Ceux-ci s’expliquent par le fait que la mise en position de l’indenteur en début d’essai est faite manuellement, ce qui peut entraîner un décalage de la position initiale. Ainsi, le tarage du capteur de déplacement – réalisé à chaque nouvel essai – peut varier de quelques dixièmes de millimètres et donc entraîner un offset entre les courbes.
Pour corriger cet offset et ainsi vérifier la répétabilité, il est imposé à toutes les courbes d’une même configuration de passer par le même point pour un déplacement imposé de 0, 5 mm. En effet, à ce niveau de chargement, il est raisonnable de supposer qu’aucune dégradation due à l’indentation n’est apparue dans le matériau, et que tous les spécimens ont le même comportement.
Cette correction est appliquée pour chaque série d’essais conduisant aux courbes pré-sentées de la Figure 6.8 à la Figure 6.11.
L’étude de ces courbes montre un très bonne répétabilité des essais, en particulier de la première chute de charge. Dans le tableau 6.2, les variations de la charge d’apparition de cette première chute sont calculées pour chaque cas.
Les résultats de cette étude permettent ainsi d’affirmer qu’aucune éprouvette ne pos-sédait de défauts critiques en début d’essai.
Résultats expérimentaux 115
Figure 6.7: Courbes brutes pour l’essai Ref.
Figure 6.9: Courbes corrigées pour l’essai Sip.
Résultats expérimentaux 117
Figure 6.11: Courbes corrigées pour l’essai Ss.
Table6.2: Variation de la charge d’apparition de la rupture de pente de la courbe globale effort/déplacement.
Cas test Charge moyenne d’apparition Variation Référence (Ref) 1.28 kN 6.18% Scaled-in-plane (Sip) 1.70 kN 6.72% Mise en échelle de l’épaisseur des plis (Fs) 3.96 kN 5.22% Mise en échelle du nombre de pli (Ss) 4.73 kN 1.31%
Non linéarités géométriques
Cette étude a pour but d’expliquer qualitativement les comportements plus ou moins non linéaires observés sur les courbes de comportement global.
La Figure 6.6 montre que les courbes relatives aux plaques épaisses ne présentent quasiment aucune non linéarité avant la première chute de charge alors que celles relatives aux plaques plus minces présentent une forte non linéarité dès le début de l’essai, en particulier pour le cas Sip.
Afin de s’assurer que ces non-linéarités sont bien d’ordre géométrique, les cas Fs et Sip ont été simulés avec le logiciel Abaqus, en considérant le matériau non endommageable et en modélisant l’indentation par une force ponctuelle au centre de la plaque. La prise en compte des non-linéarités géométriques est ensuite activée ou non. Les courbes effort/déplacement au point central sont représentées sur la Figure 6.12.
On constate sur ces courbes que la non linéarité géométrique joue un rôle dans les deux cas test. En comparant ces résultats avec les courbes expérimentales (Figure 6.12), il est raisonnable de conclure que les non linéarités observées sur les courbes issues des essais sont d’origine géométriques.
Remarque : l’étude des courbes permet de mettre en avant deux points.
◦ Dans le cas Fs, en début de chargement, il y a un décalage entre la courbe théorique issu de la simulation sous Abaqus et celle issue de l’essai. Cette différence s’explique par le fait qu’en début d’essai, l’indenteur "se met en place" sur la plaque, conduisant à la forte non-linéarité sur les premier 0, 2 mm. Ce n’est pas le cas dans les simulations car l’indenteur n’est pas modélisé.
◦ La non-linéarité est plus visible dans le cas Sip parce que, dans le cas des plaques épaisses, les dégradations apparaissent pour un déplacement global de 1, 5 mm, lorsque les non linéarités géométriques ne jouent pas encore un rôle prépondérant. Alors que, dans le cas des plaques minces, et en particulier pour le cas Sip, l’en-dommagement apparaît pour un déplacement imposé de 2, 8 mm. A cet instant, la non-linéarité géométrique a eu le temps de se développer sur la courbe globale de comportement.