Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 721-731 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002407072100

Mesure de l'endommagement anisotrope d'un composite céramique-céramique par une méthode ultrasonore

Stéphane Baste, Rachid El Guerjouma et Alain Gérard

Laboratoire de Mécanique Physique, U.R.A. C.N.R.S. 867, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France

Abstract
The damage of a Sic-Sic composite is evaluated during uniaxial tensile test using an ultrasonic interferometric method. The behaviour law coupling anisotropic elasticity and anisotropic damage is obtained in terms of stress by energy equivalence within the thermodynamics of irreversible processes. For the investigated plane containing the loading axis and the normal to the sample, a transit-time measurement method joined to an optimization process, provides, for various level of stress, the elastic constant variations, inaccessible by classical strain measurements. These variations are those necessary required to identify the anisotropic damage of this principal plane (4 stiffnesses, 3 damage parameters and their corresponding constitutive laws) and to validate the behaviour model.

Résumé
L'endommagement en traction uniaxiale d'un composite céramique-céramique est analysé par une méthode interférométrique ultrasonore. La loi de comportement couplant endommagement anisotrope et élasticité anisotrope est obtenue en terme de contrainte par une équivalence en énergie dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. Dans le plan exploré contenant l'axe de la charge et la normale à l'éprouvette, la mesure des temps de vol, associée à une procédure d'optimisation, fournit, pour divers niveaux de contrainte, les variations des constantes élastiques, inaccessibles par des mesures classiques de déformations. Ces variations sont celles nécessaires à l'identification de l'endommagement anisotrope de ce plan principal (4 raideurs, 3 variables internes d'endommagement et leur loi d'évolution) et à la validation du modèle de comportement retenu.

PACS
8140J - Elasticity and anelasticity.
8170C - Nondestructive testing.
4385 - Acoustical measurements and instrumentation.

Key words
acoustic wave interferometry -- ceramics -- composite materials -- elastic constants -- silicon compounds -- ultrasonic materials testing -- ceramic ceramic composite -- uniaxial tensile test -- ultrasonic interferometric method -- anisotropic elasticity -- anisotropic damage -- energy equivalence -- thermodynamics -- irreversible processes -- transit time measurement -- optimization -- elastic constant -- SiC