2024/05/22
Analyse de l’hétérogénéité des déformations dans des structures poreux cubes Ti6Al4V fabriquées additifs par essais expérimentaux et simulation par éléments finis
Paknezhad, M. (2024). Analyse de l’hétérogénéité des déformations dans des structures poreux cubes Ti6Al4V fabriquées additifs par essais expérimentaux et simulation par éléments finis. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.
Le comportement mécanique, en particulier l’hétérogénéité des contraintes, des biomatériaux poreux en titane (Ti-6Al-4V) a été étudié en utilisant la technique de corrélation d’images numériques 2D (2D DIC). Trois échantillons cubiques avec une porosité de 75 % ont été fabriqués à l’aide de la fusion laser sélective (SLM), qui est basée sur la technique de fusion laser sur lit de poudre (LPBF). Ils ont été testés dans des conditions de chargement en compression quasi-statique jusqu’à un déplacement de 1 mm de la traverse de la machine. Parallèlement à la méthode 2D DIC, un extensomètre de contact a été utilisé pour mesurer le déplacement avec plus de précision. Les graphiques contrainte-déformation apparents pour trois échantillons et trois méthodes ont été obtenus, et il a été constaté que l’échantillon 2 a le module d’élasticité apparent le plus bas tandis que la région linéaire la plus longue, contrairement à l’échantillon 1. Les cartes de déformation et les histogrammes obtenus par OpenDIC et ImageJ a démontré que la répartition des contraintes n’est pas la même non seulement entre les trois faces de chaque échantillon, mais également sur une face spécifique à travers trois échantillons. Ce fait a été analysé au microscope confocal à balayage laser pour trois faces de l’échantillon 3 (avant et après essai). Plus important encore, une analyse avancée des graphiques de déformation pour chaque étage englobant uniquement les entretoises verticales a permis de conclure que bien que chaque étage n’ait pas le même comportement de déformation et la même valeur de déformation maximale parmi trois échantillons, l’étage 2 a la déformation localisée la plus élevée. Enfin, la déformation tardive d’un étage peut être un signe potentiel d’accumulation de contraintes sévères dans quelques entretoises de cet étage, c’est-à-dire l’étage 2.