Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 215-225 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002402021500

Analyse thermomécanique des lois de comportement par thermographie infrarouge

A. Chrysochoos¹, J.-C. Chezeaux² et H. Caumon<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Mécanique Générale des Milieux Continus, U.S.T.L., Place Eugène Bataillon, 34060 Montpellier, France
²  Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique, CNRS, 31 Chemin J. Aiguier, 13277 Marseille, France

Abstract
The knowledge of dissipative and non dissipative phenomena associated to quasi-static déformation processes, is a fundamental supplementary asset for determination of thermomechanical behaviour law. On depicts, in this paper, an experimental set-up, using infra-red technics, which allows to observe thermal and energetical phenomena during sample déformation. After restating the definition of the energy balance, in case of elastic-plastic materials, the relationship between the dissipation (or the stored energy of cold working) and the hardening state variables are recalled. The dissipation is continuously evaluated during monotonic tensile test. Numerized maps of surface temperature are used. The experimental arrangement is described ; then the physical model, which allows to relate the dissipation to the temperature signals, and the calibration method are successively introduced. Results on several materials are shown and their incidence on the behaviour law is succinctly mentioned.

Résumé
La connaissance des phénomènes dissipatifs et non dissipatifs associés aux processus quasi-statiques de déformation, représente un atout supplémentaire important pour l'élaboration de loi thermomécanique de comportement. On décrit, ici, un dispositif expérimental, utilisant les techniques de thermographie infrarouge, et permettant d'observer les phénomènes thermiques et énergétiques durant la déformation d'un échantillon en traction simple. Après avoir rappelé la définition du bilan énergatique, dans le cas de matériaux élasto-plastiques, on relie la dissipation et l'énergie interne bloquée durant l'écrouissage, aux variables d'état. La puissance mécanique dissipée est évaluée continûment durant l'essai. On utilise pour cela, les images thermiques fournies par la caméra infra-rouge. On présente le dispositif expérimental, puis successivement, on décrit le modèle physique permettant de relier l'énergie dissipée aux cartes de température de surface ainsi que le protocole d'étalonnage. En fin d'article, on présente quelques résultats obtenus avec plusieurs matériaux et on évoque rapidement leur incidence sur la forme des lois de comportement.

PACS
8170 - Materials testing.
0720 - Thermal instruments and techniques.
4630R - Mechanical measurement methods and techniques for solids.
4630J - Viscoelasticity, plasticity, viscoplasticity, creep, and stress relaxation.

Key words
calibration -- elastoplasticity -- hardening -- infrared imaging -- tensile testing -- infra red thermography -- quasi static deformation -- thermomechanical behaviour laws -- energy balance -- elastic plastic materials -- cold working -- hardening state variables -- dissipation -- tensile test -- surface temperature -- calibration