[Corrélation d'images numériques tridimensionnelles étendue (CINÉ3D)]
Un algorithme de corrélation d'images numériques est présenté pour mesurer des champs de déplacement tridimensionnel avec des images à trois dimensions. La base cinématique choisie pour cette mesure est constituée de fonctions de forme (continues) d'éléments finis. Pour rendre compte de la présence de discontinuités fortes, à l'instar des schémas par éléments finis étendus, un enrichissement par une cinématique discontinue au travers d'une surface (fissurée) est implémenté. La géométrie de cette surface de discontinuité est optimisée en exploitant les résidus de corrélation. Cet algorithme est utilisé pour l'analyse d'un cycle de chargement d'une éprouvette de fonte à graphite sphéroïdal fissurée en fatigue à l'aide d'images tomographiques. Des ouvertures de fissures sensiblement inférieures à la taille du voxel peuvent être détectées et mesurées.
A correlation algorithm is proposed to measure full three-dimensional displacement fields in a three-dimensional domain. The chosen kinematic basis for this measurement is based on continuous finite-element shape functions. It is furthermore proposed to account for the presence of strong discontinuities, similarly to extended finite element schemes, with a suited enrichment of the kinematics with discontinuities supported by a (crack) surface. An optimization of the surface geometry is proposed based on correlation residuals. The procedure is applied to analyze one loading cycle of a fatigue-cracked nodular graphite cast iron sample by using computed tomography pictures. Subvoxel crack openings are revealed and measured.
Accepté le :
Publié le :
Mot clés : Rupture, Discontinuité, Photomécanique
@article{CRMECA_2008__336_8_643_0,
author = {Julien R\'ethor\'e and Jean-Philippe Tinnes and St\'ephane Roux and Jean-Yves Buffi\`ere and Fran\c{c}ois Hild},
title = {Extended three-dimensional digital image correlation {(X3D-DIC)}},
journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
pages = {643--649},
publisher = {Elsevier},
volume = {336},
number = {8},
year = {2008},
doi = {10.1016/j.crme.2008.06.006},
language = {en},
}
TY - JOUR AU - Julien Réthoré AU - Jean-Philippe Tinnes AU - Stéphane Roux AU - Jean-Yves Buffière AU - François Hild TI - Extended three-dimensional digital image correlation (X3D-DIC) JO - Comptes Rendus. Mécanique PY - 2008 SP - 643 EP - 649 VL - 336 IS - 8 PB - Elsevier DO - 10.1016/j.crme.2008.06.006 LA - en ID - CRMECA_2008__336_8_643_0 ER -
%0 Journal Article %A Julien Réthoré %A Jean-Philippe Tinnes %A Stéphane Roux %A Jean-Yves Buffière %A François Hild %T Extended three-dimensional digital image correlation (X3D-DIC) %J Comptes Rendus. Mécanique %D 2008 %P 643-649 %V 336 %N 8 %I Elsevier %R 10.1016/j.crme.2008.06.006 %G en %F CRMECA_2008__336_8_643_0
Julien Réthoré; Jean-Philippe Tinnes; Stéphane Roux; Jean-Yves Buffière; François Hild. Extended three-dimensional digital image correlation (X3D-DIC). Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 8, pp. 643-649. doi : 10.1016/j.crme.2008.06.006. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2008.06.006/
[1] Photomechanics (P.K. Rastogi, ed.), Topics in Applied Physics, vol. 77, Springer, Berlin, Germany, 2000
[2] Fatigue crack propagation: In situ visualization using X-ray microtomography and 3D simulation using the extended finite element method, Acta Mat., Volume 54 (2006) no. 4, pp. 1111-1122
[3] Non-planar 3D crack growth by the extended finite element and level sets. Part I: Mechanical model, Int. J. Numer. Meth. Eng., Volume 53 (2002) no. 11, pp. 2549-2568
[4] The Radon transform and its applications, Progress in Optics, North-Holland, Amsterdam, The Netherlands, 1984, pp. 217-286
[5] From pictures to extended finite elements: Extended digital image correlation (X-DIC), C. R. Mecanique, Volume 335 (2007), pp. 131-137
[6] The partition of unity method, Int. J. Numer. Meth. Eng., Volume 40 (1997) no. 4, pp. 727-758
[7] New crack-tip elements for XFEM and applications to cohesive cracks, Int. J. Numer. Meth. Eng., Volume 57 (2003) no. 15, pp. 2221-2240
[8] Implementation of an adaptive finite-element approximation of the Mumford–Shah functional, Numer. Math., Volume 85 (2000), pp. 609-646
Cité par Sources :
Commentaires - Politique
From pictures to extended finite elements: extended digital image correlation (X-DIC)
Julien Réthoré; Stéphane Roux; François Hild
C. R. Méca (2007)
Henry Proudhon; A. Moffat; Ian Sinclair; ...
C. R. Phys (2012)
Mixed-mode crack propagation using a Hybrid Analytical and eXtended Finite Element Method
Julien Réthoré; Stéphane Roux; François Hild
C. R. Méca (2010)