Mesure de déplacements Mesure dans le volume des déplacements tridimensionnels par Corrélation d Image Volumique (CIV) Mesure volumique Actuellement, la grande majorité des méthodes de mesure de déformations se limitent principalement à la détermination des composantes planes du tenseur des déformations à la surface d'un échantillon. La CIV permet de déterminer les 3 composantes du déplacement et ses variations spatiales au cœur d'un matériau ou d une structure. Le champ tridimensionnel du déplacement ainsi obtenu permet de calculer en chaque point de mesure le tenseur complet (tridimensionnel) des déformations. Principe Cette technique utilise le même principe que celui de la méthode 2D de corrélation d images numériques (CIN) étendue à des images tridimensionnelles obtenues par tomographie par exemple optique ou aux rayons X. Elle consiste à appairer 2 images numériques représentant le volume d un échantillon étudié à 2 états distincts de déformation.
Un mouchetis volumique d origine naturelle ou artificielle présentant des gradients de niveaux de gris suffisants doit être visible dans les images volumiques pour garantir la réussite du processus de corrélation. Exemple de mouchetis volumique Références Les détails de notre technique de corrélation volumique sont consultables dans les publications suivantes : GERMANEAU A.; DOUMALIN P.; DUPRE J.C.; «3D strain field measurement by correlation of volume images using scaterred light: recording of images and choice of marks» Strain, 2007, Vol. 43; pp. 207-218;. GERMANEAU A.; DOUMALIN P.; DUPRE J.C.; «Full 3D Measurement of Strain Field by Scattered Light for Analysis of Structures» Experimental Mechanics, 47, 2007, pp 523-532 GERMANEAU A.; DOUMALIN P.; DUPRE J.C.; «Comparison between X-ray micro-computed tomography and optical scanning tomography for full 3D strain measurement by digital volume correlation» NDT and E International, 41 (6), 2008, pp. 407-415
Logiciel Cette méthode de corrélation volumique est développée dans un logiciel CorrelVol Performances Mesure volumique sans contact Déplacements de 1 µm à plusieurs dizaines de mm (fonction du système de tomographie utilisée pour obtenir les images volumiques) Déformations de 0.1% à plusieurs dizaines de % Moyens Système de tomographie (Rayons X de laboratoire ou Synchrotron, optique ) pour l acquisition des volumes Logiciel d'analyse automatique CorrelVol Contacts : Pascal Doumalin : pascal.doumalin@univ-poitiers.fr Exemples d application Champ de déformations au voisinage d'un appui ponctuel plate à l'intérieur d'un bloc en résine époxy
Eyy mesurée Eyy simulée par EF GERMANEAU A.; «Développement de techniques de mesure dans le volume : photoélasticimétrie 3D par découpage optique et corrélation volumique par tomographie optique et rayons X. Application à l étude des effets mécaniques 3D dans les structures et les biomatériaux» Ph D thesis, University of Poitiers, Nov 2007
Champ de déformations au voisinage d'un appui ponctuel bombé à l'intérieur d'un bloc en résine époxy GERMANEAU A.; «Développement de techniques de mesure dans le volume : photoélasticimétrie 3D par découpage optique et corrélation volumique par tomographie optique et rayons X. Application à l étude des effets mécaniques 3D dans les structures et les biomatériaux» Ph D thesis, University of Poitiers, Nov 2007
Tête fémorale arthrosée Effort (N) 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 Déplacement imposé (mm) E 1 eqn 0.75 0.5 0.25 Répartition de la déformation équivalente de Mises normalisée (E eq /E eqmax ): 0 GERMANEAU A.; «Développement de techniques de mesure dans le volume : photoélasticimétrie 3D par découpage optique et corrélation volumique par tomographie optique et rayons X. Application à l étude des effets mécaniques 3D dans les structures et les biomatériaux» Ph D thesis, University of Poitiers, Nov 2007
Rotule aéronautique GERMANEAU A., PEYRUSEIGT F., MISTOU S., DOUMALIN P.; DUPRE J.C.; «3D mechanical analysis of aeronautical plain bearings: validation of a finite element model from measurement of displacement fields by Digital Volume Correlation and Optical Scanning Tomography» Optics and Lasers in Engineering, 48, 2010, pp. 676-683
Eprouvette SEN BARRANGER Y., DOUMALIN P., DUPRE J.C., GERMANEAU A., HEDAN S., VALLE, V. «Evaluation of three-dimensional and two-dimensional full displacement fields of a single edge notch fracture mechanics specimen, in light of experimental data using X-ray tomography» Engineering Fracture Mechanics, 76 (15), 2009, pp. 2371-2383
Ecomatériau fibreux Ezz 4,8% 9% 13,2% 16,9% 20,5% 23,7% 25,6% 28,4%
Etude du cisaillement transverse dans un composite stratifié