Caractérisation du comportement mécanique des oxydes sous stoechiometriques sous températures et atmosphères controlées
Institution:
OrléansDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis deals with the development of mechanical set up that allows characterizing the oxygen partial pressure effect on the mechanical behavior of sub-stoichiometric perovskites oxides, used due to their potential oxygen semi-permeation properties. In order to study these materials, a new experimental set up and a new post-process routine are developed. Diametric compression tests and creep by diametric compression are conducted in an original mechanical test furnace with reinforced sealing and controlled atmospheres. The tests are instrumented by optical measurements. In order to control the oxygen partial pressure in the test zone, and to study its real influence on mechanical properties, an oxygen sensor is monitored to the device. To analyze experiences, a new post-process routine called DigImCo.v2 is developed that permits to identify material parameters. This approach combine Digital Image Correlation method and an inverse identification method. The optimization technic is based on Levenberg-Marquardt module and the numeric model simulation of the tests are performed on Abaqus software. For the creep parameters identification, Norton creep model is simulated in Abaqus. Tests results reflect the relatively weak influence of oxygen partial pressure on studies materials, which exhibit negligible creep strains compared to literature
Abstract FR:
Cette thèse porte sur le développement d’un moyen d’essai mécanique permettant de caractériser l’effet de la pression partielle d’oxygène sur le comportement mécanique des oxydes sous-stoechiométriques de type pérovskite utilisé pour leur propriété de semi-perméation. Pour étudier ces matériaux, un nouveau protocole expérimental a été développé, ainsi qu’une méthode numérique de dépouillement ad hoc. Les essais de compression diamétrale cyclique et fluage par compression diamétrale mis en place sont réalisés dans un four d’essais mécaniques à étanchéité renforcée permettant de maitriser l’atmosphère gazeuse dans la zone utile pendant l’essai. Le four, conçu pour ces essais, permet la réalisation de mesures optiques en temps réels. Pour l’identification des paramètres matériaux, une nouvelle routine nommée DigImCo.v2 a été développée. Celle-ci couple les techniques de corrélation d’images numérique (CIN) et la méthode d’identification par analyse inverse à travers la simulation numérique des essais et les méthodes d’optimisation. L’algorithme d’optimisation proposée découle de celui de Levenberg-Marquardt modifié et la loi de fluage implémentée dans le logiciel de simulation éléments finis est une loi de type Norton. Les résultats des essais montrent une faible influence de la pression partielle d’oxygène sur les matériaux étudiés, qui présentent également des déformations de fluage négligeables comparativement aux matériaux de la littérature.