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Caractérisation et modélisation de la dégradation des propriétés fonctionnelles des AMF soumis à un chargement cyclique

Paradis, Alexandre (2010). Caractérisation et modélisation de la dégradation des propriétés fonctionnelles des AMF soumis à un chargement cyclique. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'objectif principal de cette thèse consiste à élaborer un modèle qui prédit le comportement mécanique d'un alliage à mémoire de forme NiTi soumis à des sollicitations cycliques. Les objectifs spécifiques consistent à se doter par expérimentation d'une base de données touchant le comportement en contrainte, en déformation et en température, ainsi qu’à se doter d’une plus grande versatilité de modélisation. Le modèle développé dans cette thèse tient compte des comportements observés expérimentalement. Les modèles actuellement utilisés par le Laboratoire sur les Alliages à Mémoire et les Systèmes Intelligents (LAMSI) de l'ÉTS ont été bien rodés pour des applications quasi-statiques. Par contre, lorsque le modèle est employé pour simuler une évolution cyclique (application sur des actionneurs par exemple), le modèle actuel néglige les effets de la dégradation du matériau. Le but recherché par cette thèse est de produire un modèle fiable incorporant la dégradation des propriétés mécaniques de l'alliage à mémoire de forme NiTi. La méthodologie consistera en une série de tests mécaniques sur un alliage NiTi choisi. Tout d'abord, il y aura des tests en traction, en relaxation et des tests en sollicitation cyclique, sous différents paramètres. Il y aura une étude statistique des résultats ainsi qu'une vérification de cohérence avec les théories existantes. Le chapitre 2 présente de nouveaux résultats sur le comportement cyclique, décrivant l'effet d'une pause dans la sollicitation. Le développement d'un meilleur modèle de comportement sous sollicitation cyclique des alliages NiTi est par la suite fait au chapitre 3, en se basant sur le modèle de Likhachev. Une adaptation de ce modèle pour l'utilisation dans des logiciels de calcul par éléments finis est présentée au chapitre 4. Ceci permettra entre autre de développer de meilleurs actionneurs en AMF pour le domaine aéronautique et robotiques, actionneurs de plus en plus en vogue pour les nouveaux appareils.

Résumé traduit

The principal objective of the present thesis is to elaborate a computational model describing the mechanical properties of NiTi under different loading conditions. Secondary objectives are to build an experimental database of NiTi under stress, strain and temperature in order to validate the versatility of the new model proposed herewith. The simulation model used presently at Laboratoire sur les Alliage à Mémoire et les Systèmes Intelligents (LAMSI) of ÉTS is showing good behaviour in quasi-static loading. However, dynamic loading with the same model do not allows one to include degradation. The goal of the present thesis is to build a model capable of describing such degradation in a relatively accurate manner. Some experimental testing and results will be presented. In particular, new results on the behaviour of NiTi being paused during cycling are presented in chapter 2. A model is developed in chapter 3 based on Likhachev's micromechanical model. Good agreement is found with experimental data. Finally, an adaptation of the model is presented in chapter 4, allowing it to be eventually implemented into a finite-element commercial software.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr. : f. [136]-142.
Mots-clés libres: Alliages à mémoire de forme Essais. Alliages à mémoire de forme Modèles mathématiques.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Terriault, Patrick
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 24 août 2010 14:16
Dernière modification: 09 févr. 2017 02:13
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/283

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