Étude de l’effet d’un support sphérique utilisé pour la macroindentation des tôles métalliques

A study on the effect of a spherical sample holder used for the macroindentation of metallic sheets

¹ LaRMAUR-Equipe Indentation, Campus de Baulieu, Université de Rennes 1, 10 b, Allée Jean Perrin, 35042 Rennes Cedex, France
e-mail : philippe.brammer@univ-rennes1.fr; gerard.mauvoisin@univ-rennes1.fr; olivier.bartier@univ-rennes1.fr; xavier.hernot@univ-rennes1.fr
² Technocentre Renault, Vehicle Engineering – Material Engineering Department, 1 avenue du Golf, 78288 Guyancourt Cedex, France
e-mail : simon-serge.sablin@renault.com

Reçu : 20 Novembre 2010
Accepté : 17 Mars 2011

Résumé

Dans le cadre de l’application de l’essai d’indentation instrumentée aux tôles fines, nous présentons d’abord les problèmes de reproductibilité liés à la flexion des tôles, non parfaitement planes, sous l’indenteur. Nous montrons ensuite que l’utilisation d’un dispositif expérimental breveté permet d’obtenir des courbes non perturbées par la courbure de la tôle. Des essais d’indentation menés sur un aluminium faiblement allié particulièrement homogène avec plusieurs rayons d’indenteur montrent que la reproductibilité est parfaite et indépendante du rayon d’indenteur utilisé. Une étude numérique est menée pour déterminer l’influence de la géométrie et du matériau constituant le support en fonction du matériau indenté. Les résultats montrent que le rayon du support a une influence non négligeable sur la courbe d’indentation et que l’écrasement du support, qui peut avoir une forte influence sur la mesure de pénétration, est, à force égale, peu dépendant du matériau indenté et du rayon du support, mais il est en revanche proportionnel à l’inverse du module de Young du support.

Abstract

For the application of the instrumented indentation test to thin metallic sheets, we first present the reproducibility problems due to the flexion under the indenter of the non perfectly planar sheet. Then we then show that the use of a patented experimental setup can provide curves which are not affected by the sheet curvature. Indentation tests performed on a homogeneous low alloyed aluminium sheet using three different indenter radii show a perfect reproducibility. A numerical study is done for determining the influence of the shape and the material of the sample holder, as well as the indented material. The results show that the sample holder radius has a significant influence on the indentation curve and that the deformation of the sample holder has a strong influence on the penetration measurement. However, at equal force, it is not strongly dependant on the indented material and the sample holder radius but it is proportional to the Young modulus reciprocal of the sample holder.