Download or read book Impact des caract ristiques microstructurales des pi ces forg es sur leur tenue en fatigue grand nombre de cycles written by Marc Milesi and published by . This book was released on 2009 with total page 224 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Durant le procédé de forgeage, la pièce subit des déformations complexes et importantes. Ainsi, la microstucture finale n'est pas homogène, et le comportement macroscopique du matériau change selon la direction de sollicitation. Ce phénomène, directement lié au procédé mécanique de mise en forme constitue, l'anisotropie du comportement de la pièce forgée. Le but de cette étude est de relier cette anisotropie à des calculs de fatigue à grand nombre de cycles. Pour des pièces suffisamment isotropes (des pièces coulées par exemple), les critères classiques sont de bons prédicteurs, mais leur utilisation pour des pièces forgées n'est pas recommandée. Ainsi, pour tenir compte de cet effet, l'anisotropie est représentée à une échelle d'étude plus petite que celle du procédé : l'échelle mésoscopique c'est à dire l'échelle du grain. A partir des données statistiques obtenues sur la pièce réelle, nous pouvons reconstruire un volume élémentaire digital et lui faire subir des déformations et des analyses en fatigue dans toutes les directions. Ceci afin de déterminer les coefficients locaux dont nous avons besoin pour revenir sur la simulation de la mise en forme et des propriétés induites en fatigue de la pièce forgée. Il s'agit donc d'une étude multi-échelle reliant l'échelle de la microstructure à celle de l'ingénieur. Par ce biais, l'anisotropie mécanique locale est prise en compte à travers des paramètres locaux qui dépendent de l'orientation de la microstructure mais aussi du taux de déformation. Les liens avec la pièce industrielle sont un vecteur fibrage (qui donne l'anisotropie induite par le procédé de forgeage) et un taux de déformation locale subie

Download or read book Etude de l effet des h t rog n it s microstructurales sur la dispersion de la tenue en fatigue grand nombre de cycles d alliages d aluminium de fonderie written by Driss El khoukhi and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse portent sur la tenue en fatigue d'alliages Al-Si de fonderie pour des applications dans l'automobile. Ils concernent plus précisément (i) l'effet des hétérogénéités microstructurales sur la dispersion en tenue en FGNC et (ii) leurs rôles sur les effets d'échelle et de gradient de contrainte. Les hétérogénéités microstructurales caractéristiques de cette famille de matériau sont la matrice d'aluminium, les inclusions (particules de silicium, intermétalliques) et les défauts de fonderie (films d'oxyde et porosités). L'expérience montre que les pores et les oxydes sont des facteurs du premier ordre. Ils sont également responsables des effets d'échelle, de gradient de contrainte et de la grande dispersion observée. Afin de comprendre le rôle des caractéristiques de la population de défauts (densité et distribution en taille des pores), sur l'intensité de ces phénomènes, une vaste étude expérimentale avec plus de 220 éprouvettes est menée en utilisant deux alliages d'aluminium de fonderie issus de procédés de fonderie distincts (alliage A (AS7U0,5G0,3 K T7) et alliage B (AS7G0,3 PMP T7)). La principale différence entre ces deux concerne les caractéristiques de la population de défauts. Les essais de FGNC à R=0.1 sont conduits avec un seul mode de chargement. Il s'agit d'un chargement uni-axial en traction avec deux types d'éprouvettes. Des éprouvettes lisses pour la caractérisation des effets d'échelle et des éprouvettes entaillées pour la caractérisation des effets de gradient. La méthode de volume le plus contraint est utilisée dans l'analyse conjointe des deux effets.Une démarche de modélisation probabiliste pour la prédiction de la tenue en fatigue basée sur la théorie de Monte-Carlo est ensuite développée. Elle repose sur (i) la génération numérique des défauts en utilisant la loi de Poisson, (ii) l'utilisation des statistiques des extrêmes pour extraire les défauts critiques et (iii) l'utilisation du diagramme de Kitagawa-Takahashi pour générer les distributions en résistance. Cette approche conduit à des résultats en accord avec l'expérience et permet la prédiction de la limite d'endurance avec une erreur inférieure à 5% pour les différents lots.Enfin, une étude complémentaire est menée afin d'évaluer l'effet de la différence de teneur en Cu sur le comportement en fatigue. Il est prouvé que le Cu a un effet négligeable sur la tenue en fatigue dans ce cas d'étude. La même étude a permis d'analyser l'effet de microstructure sur le comportement des fissures courtes. Les résultats sont en accord avec d'autres travaux de la littérature.

Download or read book Etude de l influence des h t rog n it s microstructurales sur la tenue en fatigue grand nombre de cycles des alliages d aluminium de fonderie written by Viet Duc Le and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse concernent l'effet des hétérogénéités microstructurales sur la tenue en fatigue multiaxiale à grand nombre de cycles (FGNC) d'alliages d'Al-Si de fonderie utilisés dans un contexte automobile. Les hétérogénéités microstructurales caractéristiques de cette famille de matériau sont la matrice d'aluminium (souvent caractérisée à l'aide la DAS et/ou la SDAS et du niveau de durcissement par précipitation), les inclusions (particules de silicium, intermétalliques) et les défauts de fonderie (films d'oxyde et surtout porosités).Afin de découpler clairement ces effets, trois nuances d'alliages d'aluminium de fonderie obtenues à l'aide de différents procédés (coulée en coquille, coulée par procédé à moule perdu) et associées à plusieurs traitements thermiques (T7, Compression isostatique à chaud (CIC)) ont été étudiées. Le traitement CIC a en particulier été employé afin d'obtenir une microstructure exempte de pore. Une vaste campagne d'essais en FGNC a été conduite pour quatre modes de chargement : uniaxial (R=-1), torsion (R=-1), traction-torsion combinées (R=-1) et traction équibiaxiale (R=0.1). Les effets sur le comportement en FGNC ont été identifiés pour les matériaux avec et sans pores : effet de la multiaxialité pour les chargements à R=-1, effet de la contrainte moyenne et effet de la biaxialité en traction biaxiale à R=0.1. Une attention particulière a été portée à la caractérisation des mécanismes d'endommagement dans l'objectif de mettre en évidence le role des pores, de la matrice d'aluminium, des inclusions dans les mécanismes d'endommagement, et ceci pour les différentes modes de chargement.Deux approches analytiques ont ensuite été proposées. La première concerne la modélisation de l'effet de volume sollicité sur la tenue en fatigue sous chargement uniaxial en présence de pore en se basant sur une approche de prédiction de la taille maximale de pore dans un volume donné. La seconde, basée sur une approche probabiliste, est dédiée à la simulation du diagramme de Kitagawa-Takahashi pour différents modes de chargement. Ces deux approches conduisent à des résultats en accord avec l'expérience, ceci pour les différents matériaux et conditions étudiées.La dernière partie propose une analyse 3D par éléments finis de l'effet des pores sur la résistance en fatigue. L'analyse repose sur l'utilisation de la géométrie réelle des pores, obtenue à l'aide d'observations en micro-tomographie RX 3D. Ce travail a pour but d'évaluer la possibilité de prédire la limite de fatigue à l'échelle macrosopique à partir de la réponse mécanique "locale" au voisinage des pores critiques.

Download or read book tude de l influence du proc d de poin onnage sur la tenue en fatigue grand nombre de cycles de t les minces ferromagn tiques written by Helmi Dehmani and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse sont consacrés à l'étude de l'influence du procédé de poinçonnage sur la résistance en fatigue à grand nombre de cycles de tôles minces ferromagnétiques. Étant donné leurs propriétés magnétiques améliorées, ces tôles en alliage fer-silicium sont de plus en plus utilisées pour la fabrication des moteurs électriques qui tournent à des vitesses élevées. En effet, les pertes magnétiques dans ces tôles sont réduites par l'augmentation de la taille de grain, la diminution de l'épaisseur en dessous du demi-millimètre et l'ajustement du pourcentage de silicium. L'objectif de cette étude est d'élaborer une démarche de dimensionnement en fatigue HCF des pièces en tôles minces poinçonnées. La première étape de cette démarche est la caractérisation expérimentale du matériau étudié. Des essais de traction monotone quasi-statique et d'écrouissage cyclique en utilisant différentes conditions ont permis de déterminer les grandeurs caractéristiques de cet alliage et d'identifier un modèle de comportement mécanique cyclique utilisable pour les simulations par la méthode des éléments finis (EF). L'étude de la résistance en fatigue de cette tôle est réalisée en utilisant des géométries d'éprouvettes lisses et entaillées. Différents effets tel que le rapport de charge, la température (180°C) et le procédé sont ainsi étudiés. Étant donné son influence sur la tenue en fatigue, l'effet du procédé de poinçonnage est finement investigué. Les bords des éprouvettes de fatigue sont analysés en utilisant des techniques variées (observations microscopiques, profilométrie optique, micro-dureté, diffraction des rayons X...). Ceci a permis d'identifier les mécanismes d'endommagement par fatigue des pièces en M330-35A poinçonnées. Ensuite, différentes configurations d'éprouvettes sont utilisées pour quantifier l'influence des différents effets induits par le procédé tel que l'écrouissage, les contraintes résiduelles et les défauts géométriques sur la résistance en fatigue de l'alliage étudié. Les résultats des investigations sur les bords ont montré que l'amorçage des fissures est localisé sur un défaut de poinçonnage. Une stratégie qui permet d'identifier les défauts critiques est alors adoptée. Des simulations (EF) réalisées sur les défauts de poinçonnage ont permis de déterminer les champs mécaniques autour de ces défauts. Enfin, une stratégie de dimensionnement en fatigue qui s'appuie sur l'utilisation d'un critère de fatigue non-local en post-traitement des résultats des simulations par EF sur les défauts de poinçonnage est proposée.

Download or read book Comportement anisotrope en fatigue des composants m caniques forg s written by Etienne Pessard and published by . This book was released on 2009 with total page 209 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude qui s'inscrit dans le cadre d'un projet ANR traitant du comportement en fatigue des pièces forgées a pour objectif, d'une part, de comprendre les effets des hétérogénéités microstructurales issues de la phase de mise en œuvre sur les mécanismes d'endommagement en fatigue, et d'autre part, de proposer un critère d'endurance anisotrope adapté à la spécificité des composants mécaniques forgés. Dans une première partie, l'analyse des effets des procédés de déformation plastique (forgeage et laminage) sur la tenue en fatigue des composants métalliques obtenus est abordée. A partir de différentes campagnes d'essai, le comportement anisotrope en Fatigue à Grand Nombre de Cycles (FGNC) de différents aciers est caractérisé. Une attention particulière est portée à la description et à l'analyse des mécanismes d'endommagement en FGNC. Les effets de la microstructure et du contenu inclusionnaire sur les mécanismes d'endommagement sont particulièrement analysés. Des essais d'auto-échauffement sont également menés afin de tester l'utilisation de ces méthodes de caractérisation des propriétés en fatigue dites rapides dans le cas d'acier dont le comportement en fatigue est anisotrope. Un critère de fatigue probabiliste anisotrope est ensuite proposé. Basé sur l'hypothèse du maillon le plus faible, il permet d'exprimer de façon simple la compétition possible entre différents types de mécanismes. Le critère obtenu est adapté pour les matériaux contenant ou non des défauts et les prévisions peuvent être entre autres illustrées par le tracé d'un diagramme de Kitagawa probabiliste. Grâce à ce nouveau critère, des paramètres microstructuraux issus de l'opération de mise en forme peuvent être intégrés dans le calcul de dimensionnement en fatigue. Une optimisation de la préforme du composant ou des paramètres de mise en forme peut dès lors être envisagée.

Download or read book Effet des d fauts d usinage sur la tenue en fatigue de pi ces a ronautiques written by Foued Abroug and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il été prouvée dans plusieurs études de la littérature que la taille d'un composant affecte sa tenue en fatigue et cette tendance est plus prononcée dans le régime de fatigue à grand nombre de cycles. Plus précisément, une baisse de la limite de fatigue est observée et est souvent expliquée par l'augmentation, avec l'augmentation du volume sollicité, de la probabilité de trouver un défaut critique ou une zone plus faible dans le matériau. Le présent mémoire fait partie d'un projet de recherche français (QUAUSI) regroupant plusieurs partenaires industriels et académiques qui vise à contrôler la qualité d'usinage des composants structuraux d'avions. Un des défis consiste à définir un critère approprié d'acceptabilité de défauts pour la conception en FGNC. Le critère doit être capable de prendre en compte une large gamme de défauts de surface et de composants de tailles et de géométries différentes. L'objectif principal étant de mieux comprendre l'impact des états de surface périodiques (caractéristique du type d'usinage utilisé) sur la limite de fatigue, Il a fallu d'abord vérifier si un effet de taille peut être observé quand un nombre croissant de défauts de surface simples sont introduits à la surface d'échantillons polis. Le matériau d'étude est l'alliage d'aluminium 7050 (Al Zn6CuMgZr). Une grande campagne d'essais de fatigue sous charge de flexion plane à R=-1 est effectuée sur des éprouvettes présentant des défauts hémisphériques, de différents tailles et nombres, et des états de surface usinés. Les résultats des essais ont permis de caractériser à la fois l'effet Kitagawa et l'effet d'échelle sur la tenue fatigue. Une approche probabiliste basée sur le concept du maillon le plus faible associé à un critère d'amorçage de fissure de fatigue approprié est utilisée pour prendre en compte la répartition des contraintes et la taille du volume fortement sollicité. Les prédictions utilisant des simulations EF montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux et illustrent l'importance de prendre en compte l'effet d'échelle lors de la conception de composants contenant différents types de défauts de surface ou de motifs de rugosité.Mots-clés : Défaut de surface, fatigue à grand nombre de cycles, diagramme de Kitagawa-Takahashi, Le plus faible concept de lien, alliage AA7050.

Download or read book Apports des mesures d auto chauffement pour l tude de la fatigue des aciers written by Julien Louge and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans l'industrie automobile, les aciers laminés sont largement utilisés pour réaliser les pièces constitutives d'un véhicule. Les propriétés en fatigue à grand nombre de cycles de ces produits plats sont généralement déterminées sur le matériau dans son état tel que sortie d'usine (i.e., vierge de toute sollicitation) sous chargements cycliques uniaxiaux à amplitude constante. Cependant, la fabrication de pièce structurelle fait généralement intervenir des étapes de mise en forme qui ont pour conséquence de modifier l'état du matériau et donc d'impacter les propriétés en fatigue. D'autre part, les chargements en service réellement subi par une telle pièce sont souvent multiaxiaux et d'amplitude variable dans le temps. Cette étude a pour but de prendre compte les notions de multiaxialité et d'effets d'histoire de chargement lors de la caractérisation en fatigue par le biais de mesures d'auto-échauffement sous chargements cycliques. La caractérisation en fatigue multiaxiale fait généralement intervenir un critère de fatigue nécessitant la connaissance de la limite d'endurance du matériau sous sollicitation de cisaillement. Comme cette grandeur est difficile à obtenir pour le cas des produits plats, un nouvel essai de cisaillement et deux géométries d'éprouvette en forme de disque sont proposés, permettant d'utiliser des mesures d'auto-échauffement. Ainsi, la limite d'endurance sous sollicitation de cisaillement a pu être déterminée. Dans le but d'étudier l'impact des effets d'histoire sur les propriétés en fatigue, différents essais d'auto-échauffement ont été réalisés en considérant différents niveaux de pré-déformation plastique initial, différents pré-chargements cycliques et différents rapports de charge. Les résultats obtenus ont permis de proposer un modèle probabiliste à deux échelles permettant d'une part de décrire l'évolution des courbes d'auto-échauffement quel que soit l'effet d'histoire étudié et, d'autre part, de donner une bonne estimation de l'influence de ces effets sur les courbes S-N-P.

Download or read book Effet des h t rog n it s microstructurales sur le comportement en fatigue multiaxiale grand nombre de cycles written by Huyen Nguyen Thi Thu and published by . This book was released on 2008 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude vise à modéliser les mécanismes d’endommagement sous chargements multiaxiaux en Fatigue à Grand Nombre de Cycles (FGNC). Le rôle des hétérogénéités microstructurales introduites en particulier par le procédé d’Usinage Assisté Laser fait l’objet d’une attention particulière. On propose de tenir compte de l’aspect dispersé des données en fatigue à l’aide d’une approche de type plan critique et d’un modèle à deux échelles. Plus précisément, une approche probabiliste de type Weibull est d’abord introduite pour prendre en compte le rôle des hétérogénéités microstructurales sur le comportement en fatigue à l’échelle macroscopique. Une deuxième partie de l’étude concerne l’utilisation d’un modèle de couplage plasticité - endommagement à l’échelle mésoscopique afin de refléter les effets de cumul d’endommagement observés en FGNC. Les prédictions des deux approches sont confrontées à des données expérimentales relatives à des chargements complexes (traction biaxiale, traction-torsion hors phase, asynchrone ou encore chargement d’amplitude variable). On montre un très bon comportement d’ensemble ainsi que la possibilité d’associer les deux modélisations pour obtenir une loi d’endommagement probabiliste dont une application directe est l’obtention de courbes P-S-N (Probabilité-Contrainte-Nombre de cycles) pour n’importe quel type de chargement. La dernière partie du travail est consacrée à l’étude de l’interaction entre un procédé d’usinage par assistance Laser (UAL) et la tenue en fatigue des composants métalliques obtenus (acier et alliage de titane). Le rôle des caractéristiques d’intégrité de surface (la microstructure, l’écrouissage, les contraintes résiduelles, l’état de surface...) sur l’endommagement en fatigue est particulièrement analysé.

Download or read book Effet des fortes contraintes hydrostatiques sur la tenue en fatigue des mat riaux m talliques written by Imade Koutiri and published by . This book was released on 2011 with total page 239 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de thèse traitent des effets des fortes contraintes hydrostatiques sur la tenue en fatigue à grand nombre de cycles des matériaux métalliques. Il s'agit d'étudier, d'une part, l'effet de la contrainte moyenne (et plus particulièrement des fortes contraintes moyennes ou forts rapports de charge) et, d'autre part, l'effet de la biaxialité. Dans une première partie, une campagne d'essais importante est réalisée sur deux matériaux, un alliage d'aluminium de fonderie AlSi7Cu05Mg03 et un alliage d'aluminium corroyé 2024-O. L'effet de la contrainte moyenne et de la biaxialité (dans le cas de chargement de traction biaxiale) sur le comportement en fatigue à grand nombre de cycles (FGNC) des matériaux est caractérisé. Une attention particulière est portée à la description et à l'analyse des mécanismes d'endommagement. Une étude des modélisations existantes dans la littérature est réalisée visant à donner un aperçu sur leurs capacités à prendre en compte les effets des fortes contraintes hydrostatiques. Une modélisation adéquate est ensuite proposée pour le cas particulier de l'alliage d'aluminium de fonderie étudié. Basé sur une approche probabiliste, elle permet de refléter la compétition entre les différents mécanismes d'endommagement locaux observés et de rendre compte efficacement des effets de moyenne et de biaxialité. Les observations conduites sur différents alliages métalliques ont également montré, pour les plus forts rapports de charge, qu'un endommagement généré lors du premier quart de cycle pouvait modifier les conditions d'apparition d'une fissure. Un critère de fatigue basé sur un couplage plasticité-endommagement à l'échelle mésoscopique est alors mis en place. Il rend compte des principales tendances expérimentales notamment celles relatives au chargement de traction biaxiale.

Download or read book Etude de l effet de surcharges sur la tenue en fatigue grande dur e de vie d un acier ferrito bainitique sous chargement d amplitude variable written by Hadrien Bidouard and published by . This book was released on 2009 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les pièces de châssis automobile sont dimensionnées pour résister à l'amorçage des fissures de fatigue sous les chargements d'amplitude variable qu'elles supportent en service. Des surcharges incidentelles appartenant au domaine de la fatigue oligocyclique, peuvent toutefois arriver dans la vie d'une automobile (nid de poule, montée d'un trottoir à vive allure). L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence de telles surcharges sur la résistance à l'amorçage de fissures de fatigue dans le domaine de la fatigue à grand nombre de cycles (de 100.000 à 10.000.000 de cycles). L'objectif industriel à moyen terme est le développement d'une méthode de dimensionnement en fatigue permettant une prise en compte réaliste de ces surcharges. Face à la faible quantité de travaux expérimentaux trouvés sur les interactions fatigue oligocyclique/fatigue à grand nombre de cycles '', une base de données a été constituée grâce à une campagne d'essais réalisée sous différents cas de chargements réalistes d'amplitude constante et variable, avec et sans surcharges, sur des éprouvettes entaillées (Kt=2,5). La géométrie d'entaille définie ainsi que le matériau utilisé (acier ferrito-bainitique) sont représentatifs de ceux rencontrés sur les bras de suspensions automobiles permettant ainsi d'assurer une transférabilité vers les structures industrielles. Cette campagne d'essais a permis de mettre en évidence un effet néfaste des surcharges sur la résistance à l'amorçage d'une fissure pour certains cas de chargements. Une très forte sensibilité au rapport de charge utilisé a pu être mise en évidence. Les durées de vie observées correspondant majoritairement à une phase d'amorçage, celle-ci a été étudiée au travers de l'analyse du comportement cyclique du matériau, grâce à des essais à contraintes et déformations imposées sur éprouvettes lisses et entaillées. Ces essais ont permis de mettre en évidence l'apparition d'un effet de Rochet sur éprouvettes entaillées au bout d'un certain nombre de cycles conditionnant l'amorçage d'une fissure. L'effet néfaste des surcharges sur la tenue en fatigue peut s'expliquer par l'interaction surcharge/effet de Rochet : il a été montré que l'application de surcharges entraîne une diminution du nombre de cycles nécessaire au déclenchement du Rochet. Cette accélération fait suite à la propagation des bandes de Piobert-Lüders liée à l'application des surcharges augmentant localement la densité de dislocations, phénomène favorable à l'apparition du Rochet.

Download or read book INFLUENCE DE GAMMES DE TOURNAGE SUR L ETAT DE SURFACE ET LA FATIGUE EN ENDURANCE LIMITEE D UN ACIER DE CONSTRUCTION written by ADIL MASOOD.. ALAM and published by . This book was released on 1998 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS LA PLUPART DES CAS DE RUPTURE EN FATIGUE, LES FISSURES SE DEVELOPPENT A PARTIR DE LA SURFACE OU D'UNE ZONE TRES PROCHE DE LA SURFACE DES PIECES. CETTE SURFACE JOUE DONC UN ROLE IMPORTANT DANS LA TENUE DES PIECES SOUMISES A UN ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE. LES PARAMETRES GENERALEMENT RETENUS POUR DEFINIR L'ETAT DE SURFACE SONT LA RUGOSITE, LES CONTRAINTES RESIDUELLES ET LA DURETE SUPERFICIELLE. CET ETAT DE SURFACE DEPEND DU MODE DE FABRICATION ET DE LA GAMME D'USINAGE DES PIECES. AINSI DANS LE CADRE DE CETTE THESE, L'INFLUENCE DES CONDITIONS DE TOURNAGE SUR L'ETAT DE SURFACE D'UN ACIER A42 A ETE ETUDIEE COMME UN PREALABLE A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE L'ETAT DE SURFACE SUR LA TENUE EN FATIGUE DE CE MATERIAU. FACE A LA DIVERSITE DES PARAMETRES MACHINE-OUTIL EN TOURNAGE, LA TECHNIQUE DU PLAN D'EXPERIENCES A ETE UTILISEE. DE NOUVEAUX MODELES EMPIRIQUES RELIANT LA RUGOSITE ET LES CONTRAINTES RESIDUELLES AUX PARAMETRES DE TOURNAGE ONT ETE PROPOSEES. LES GAMMES DE TOURNAGE CREANT DES COMBINAISONS EXTREMES DES CARACTERISTIQUES DE L'ETAT DE SURFACE DES PIECES, ONT ETE CHOISIES POUR FABRIQUER LES EPROUVETTES DE FATIGUE. LES ESSAIS DE FATIGUE EN TRACTION-COMPRESSION ONT ETE EFFECTUES SUR CINQ SERIES D'EPROUVETTES REPRESENTANT CHACUNE UNE GAMME D'USINAGE DIFFERENTE. LE RESULTAT DES ESSAIS N'A PAS DONNE DE RELATION IMMEDIATE ENTRE LA RUGOSITE OU LES CONTRAINTES RESIDUELLES ET LE NOMBRE DE CYCLES A RUPTURE EN FATIGUE. LES OBSERVATIONS METALLOGRAPHIQUES ONT INDIQUE DANS LA SOUS-COUCHE DES SURFACES USINEES LA PRESENCE D'UNE ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT DUE A L'ACTION DE L'OUTIL COUPANT. L'EPAISSEUR DE CETTE ZONE SOUS LA SURFACE DE L'EPROUVETTE VARIE AVEC LA GAMME DE TOURNAGE UTILISEE POUR CREER CETTE SURFACE. LA DUREE DE VIE EN FATIGUE DES EPROUVETTES SEMBLE AUGMENTER EN PROPORTION AVEC L'EPAISSEUR DE LA ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT. CE PHENOMENE EST DECRIT PAR UN MODELE BASE SUR L'INFLUENCE DE LA TAILLE DE GRAINS SUR LA TENUE EN FATIGUE DES MATERIAUX. LE NOMBRE DE CYCLES A RUPTURE CALCULE A L'AIDE DU MODELE CONFIRME LA TENDANCE DE LA DUREE DE VIE EN FATIGUE A AUGMENTER AVEC L'EPAISSEUR DE LA ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT.

Download or read book Influence de la microstructure sur le comportement m canique d une couche nitrur e de l acier de nuance 33CrMoV12 9 en vue de l optimisation des propri t s en fatigue written by François Godet and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement de systèmes mécaniques, toujours plus performants et légers, demande l'optimisation continue des matériaux utilisés ainsi que leurs traitements. Dans le domaine des transmissions de puissance, la nitruration gazeuse apporte une hausse significative des durées de vie en fatigue des pièces fortement sollicitées. Alors que le rôle des gradients de propriétés mécaniques générés sur la résistance en fatigue est reconnu, l'influence de cette microstructure nitrurée sur les mécanismes de plasticité ou de microplasticité menant à de l'endommagement puis à l'initiation d'une fissure reste relativement méconnue. Ce travail de thèse concerne exclusivement la nitruration de l'acier de nuance 33CrMoV12-9, particulièrement utilisée dans les roulements et engrenages des industries aéronautiques et navales. Les propriétés mécaniques liées aux phénomènes menant à l'initiation de fissures en fatigue à grand nombre de cycles ont, tout particulièrement, été étudiées. Les propriétés mécaniques, comme le module d'élasticité, la dureté, la limite d'élasticité ou encore les contraintes résiduelles sont déterminées à plusieurs échelles, de celles de la microstructure à celles plus macroscopiques. Des observations in-situ ou post-mortem des couches nitrurées sollicitées jusqu'à l'endommagement ayant pour but d'estimer l'influence de la microstructure sur les hétérogénéités de déformations, les phénomènes de microplasticité et les mécanismes d'endommagement correspondants n'ont pas permis d'identifier clairement des mécanismes d'initiations de fissures. Pour ces essais, une éprouvette nitrurée à cœur représentative de la couche nitrurée a été développée. Cet outil expérimental a permis d'effectuer des essais simples de sollicitations des microstructures et ainsi déterminer des caractéristiques élastiques, d'écrouissage et de tenue en fatigue. Enfin, il a été démontré que les propriétés mesurées comme le module d'élasticité dépendent de l'échelle d'observation, des moyens et des méthodes utilisés.

Download or read book Generation of damage due to fatigue with a low or high number of cycles written by Jean-Louis Chaboche and published by . This book was released on 1979 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Etude de l influence de l int grit de surface en tournage de l acier 15 5PH sur la tenue en fatigue en flexion rotative written by Vincent Chomienne and published by . This book was released on 2014 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente une méthode visant à mettre en évidence l'influence de l'intégrité de surface obtenue en tournage, sur la fatigue de l'acier 15-5PH. Le travail réalisé consiste à développer des moyens d'obtention de surfaces à intégrités maitrisées, puis à réaliser des essais de fatigue pour observer l'influence des paramètres d'intégrité. Les procédés de tournage et de galetage sont utilisés pour obtenir des lots d'éprouvettes possédant différentes intégrités de surfaces. Ces éprouvettes sont ensuite toutes caractérisées, en rugosité et contraintes résiduelles, de manières non destructives. Certaines éprouvettes font l'objet d'analyses complémentaires pour caractériser l'état de la matière sous la surface. Ces analyses permettent de constituer des lots d'éprouvettes possédant des caractéristiques de surfaces très proches. Toutefois, il a été mis en évidence une très grande sensibilité de l'intégrité de surface générée, vis-à-vis du diamètre de la pièce usinée, ce qui se traduit par une dispersion importante des intégrités de surface obtenues. Les lots constitués sont ensuite testés en fatigue sur une machine de flexion rotative (R = -1) selon la méthode Staircase. Cette méthode permet de déterminer la limite d'endurance avec 50 % de probabilité de rupture pour un nombre de cycles donné. Les résultats sont ensuite confrontés aux intégrités de surface des lots pour déterminer les caractéristiques les plus influentes. Une comparaison des données expérimentales est réalisée avec les modèles de la littérature. Il est montré que ces modèles ne parviennent pas à décrire de manière satisfaisante le comportement en fatigue vis à vis de la rugosité ou du niveau de contraintes résiduelles. L'analyse de ces résultats montre que le profil de contraintes résiduelles, dans le cas du 15-5PH, est la caractéristique la plus influente sur la tenue en fatigue. La rugosité n'apparait pas comme un facteur d'influence notable, à l'exception des cas où les contraintes résiduelles ont un niveau très faible. Des pistes d'améliorations sont enfin suggérées pour améliorer la prise en compte de l'intégrité de surface dans le cadre d'un dimensionnement en fatigue.

Download or read book Etude de la fatigue des aciers lamin s partir de l auto chauffement sous sollicitation cyclique written by Rémi Munier and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La détermination des propriétés en fatigue à grand nombre de cycles des aciers laminés destinés à l'industrie automobile est un processus coûteux en temps et en quantité de matière : 25 éprouvettes et presque un mois d'essais sont nécessaires à l'obtention d'une courbe de fatigue standard. Dans l'objectif de réduire ces temps de caractérisation, une méthode rapide, basée sur l'auto-échauffement de la matière sous sollicitation cyclique est mise en place sur un très grand nombre de nuances. Les mesures d'auto-échauffement mettent en évidence la présence de deux régimes dissipatifs distincts, un pour les plus faibles amplitudes de chargement cyclique et un pour les plus hautes. Un modèle probabiliste à deux échelles est ensuite développé, dont le but est de prévoir le comportement en fatigue à grand nombre de cycles à partir des mesures d'auto-échauffement. Il est composé d'une matrice au comportement élasto-plastique et d'une population d'inclusions possédant un second comportement élasto-plastique dont le seuil d'activation est aléatoire. Les deux régimes d'auto-échauffement peuvent ainsi être décrits fidèlement. En utilisant l'hypothèse du maillon le plus faible et un critère énergétique, une prévision du comportement en fatigue est réalisée. Trois jours seulement sont alors requis pour obtenir une courbe de fatigue complète. La pertinence de l'approche est validée en comparant avec des courbes de fatigue standards. Puis, des observations par microscopie optique, par microscopie à force atomique et par EBSD sont entreprises sur un acier micro-allié. L'objectif est double : en premier lieu, mieux comprendre les phénomènes qui se produisent sous sollicitation cyclique conduisant à l'obtention des deux régimes d'auto-échauffement ; en second lieu, justifier la pertinence des ingrédients introduits dans la modélisation. Dans une seconde grande partie, il est question de l'influence d'une pré-déformation plastique sur l'évolution des propriétés en fatigue. En effet, les composants automobiles obtenus à partir de tôles en acier laminé subissent diverses opérations de mise en forme, conduisant à déformer plastiquement la matière. Ces modifications de l'état de la matière engendrent des évolutions des propriétés en fatigue qui ne sont cependant pas prises en compte dans le dimensionnement actuel des pièces (non déterminées par la méthode standard car trop coûteux en temps). La rapidité de la méthode développée autorise à caractériser ces évolutions. A partir des modifications des propriétés à l'auto-échauffement après divers modes de pré-déformation plastique (traction, traction plane, cisaillement) et en étudiant diverses directions de sollicitation, il est possible de prévoir l'évolution des propriétés en fatigue associée pour de larges gammes de pré-déformations. La qualité des prévisions est validée en comparant avec des courbes de fatigue standards.

Download or read book Fatigue des mat riaux m talliques written by Éric Charkaluk and published by . This book was released on 2006 with total page 80 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ensemble des travaux présentés dans le cadre de cette Habilitation à Diriger des Recherches s'intéresse au phénomène de fatigue et, plus particulièrement, à l'analyse de la dissipation mécanique associée aux chargements cycliques. Dans un premier temps, l'étude est consacrée à la fatigue à grand nombre de cycles et à son lien possible avec la fatigue à faible nombre de cycles Pour cela, l'approche multiéchelle, désormais classique, de Dang Van est rappelée, et étendue à l'étude de la dissipation, en s'appuyant sur les concepts, encore trop peu connus et utilisés, d'adaptation et d'accommodation. De nombreux résultats expérimentaux issus de la littérature sont étudiés, et leur confrontation avec les résultats théoriques montre la justesse de ce cadre. Cependant, le développement d'une approche purement dissipative bute sur le rôle joué par la contrainte moyenne sur le phénomène de fatigue. Cette influence de la contrainte moyenne, simplement postulée dans la plupart des modèles de fatigue existants, a été reconsidérée en introduisant des mécanismes d'endommagement à l'échelle des bandes de glissement. Des résultats expérimentaux permettent alors de consolider ce nouveau critère de fatigue à grand nombre de cycles. Dans un second temps, la notion de dissipation mécanique est étendue aux cas des chargements thermomécaniques en fatigue à faible nombre de cycles. Cette extension est faite en vue du dimensionnement de structures industrielles, ce qui requiert une approche globale, allant de l'étude du chargement à l'estimation de la durée de vie, en passant par le comportement inélastique des matériaux considérés. Le choix de la loi de comportement ainsi que son implémentation numérique sont discutés. Les critères usuels en fatigue oligocyclique sont présentés et l'énergie dissipée par cycle se révèle être un bon indicateur de l'endommagement, permettant d'estimer les durées de vie et les zones fissurées des structures étudiées. Cette approche globale a été appliquée avec succès, entre autres, aux cas des collecteurs d'échappement et à celui des culasses diesel de l'industrie automobile.

Download or read book Etude du comportement en fatigue grand nombre de cycles d un acier haute limite d lasticit HC360LA written by Jihed Zghal and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse, réalisée dans le cadre du projet APSTRAM (Allègement et Performance des STRuctures Acier Marine) de l'IRT Jules Verne, s'intéresse à l'endommagement en fatigue à grand nombre de cycles d'un acier ferritique à haute limite d'élasticité HC360LA. La première partie de ce travail est dédiée à la réalisation d'essais de fatigue à contrainte imposée avec différents rapports de charge et différentes conditions initiales (fixées à partir d'un éventuel pré-écrouissage). Ces essais montrent que le pré-écrouissage, obtenu par traction uniaxiale, permet d'augmenter significativement la résistance à la fatigue. Aussi, un effort expérimental est fait pour estimer à partir des mesures de force, d'élongation et de température comment l'énergie de déformation est soit dissipée en chaleur, soit stockée dans le matériau par écrouissage. Les résultats ainsi obtenus montrent qu'il existe à l'échelle macroscopique une corrélation entre l'énergie dissipée et le nombre de cycles à rupture indépendamment des conditions initiales et des conditions de chargement. Cela souligne donc l'importance de la plasticité dans le processus d'endommagement en fatigue de l'acier HC360LA. Un modèle polycristallin de comportement et d'endommagement en fatigue est ensuite proposé. Il repose sur la formulation d'une loi de comportement à l'échelle cristalline qui utilise les ingrédients de la mécanique de l'endommagement pour décrire la dégradation progressive des propriétés mécaniques. La loi de comportement est établie de sorte à considérer le couplage de l'endommagement avec la plasticité, le caractère anisotrope de l'endommagement et l'influence de l'anisotropie des propriétés élastiques. Elle est ensuite implémentée dans un modèle d'homogénéisation afin de prendre en compte le caractère polycristallin de l'acier HC360LA. Le modèle proposé est finalement utilisé pour étudier le comportement en fatigue à l'échelle microscopique. Il permet d'abord de montrer que l'endommagement de fatigue est un processus extrêmement localisé qui ne concerne que quelques cristaux d'orientation particulière. De ce fait, si une diminution de la rigidité est localement observée, les propriétés élastiques macroscopiques sont peu influencées par l'endommagement. Aussi, le modèle permet de souligner que la contribution de l'endommagement à la dissipation de chaleur est négligeable devant celle de la plasticité. La corrélation entre le nombre de cycles à rupture et l'énergie dissipée n'existe donc que parce que l'endommagement de fatigue est le résultat de l'accumulation de déformation plastique.