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Etude De Lamorcage Et De La Propagation Des Fissures De Fatigue Dans Les Essieux Axes Ferroviaires
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Book Synopsis Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures de fatigue dans les essieux-axes ferroviaires by : Valérie Gros
Download or read book Etude de l'amorçage et de la propagation des fissures de fatigue dans les essieux-axes ferroviaires written by Valérie Gros and published by . This book was released on 1996 with total page 221 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but de la thèse est la détermination des durées de vie à l'amorçage et en propagation d'un essieu de TGV. Le matériau étudié est un acier de type xc38 à l'état normalisé. L’étude est orientée à la fois sur l'amorçage des fissures courtes en relation avec la microstructure, et sur la propagation des fissures longues. La cause principale d'amorçage des fissures sur les essieux provient des entailles créées, en service, par les chocs de ballast sur le corps de l'axe. Ces impacts à grande vitesse entrainent deux effets antagonistes : une concentration de contraintes en fond d'entaille (qui tend à accélérer l'amorçage) et un écrouissage du matériau accompagne d'un champ de contraintes résiduelles de compression (qui tend à retarder l'amorçage et ralentir la propagation). La démarche suivie pour étudier les différentes phases de la durée de vie d'un essieu, et pour déterminer lequel des ces deux effets est prépondérant, débute par une compréhension des mécanismes d'amorçage des fissures sur des surfaces exemptes de défauts afin d'obtenir un modèle de référence. La limite entre les fissures dites courtes et les fissures longues est ainsi mise en évidence. La phase de propagation des fissures longues ainsi que le rôle des cycles en compression sur la vitesse de propagation ont également été étudiés. des mesures et des simulations numériques de l'ouverture des fissures ont permis de proposer un modèle capable d'évaluer la durée de vie des essieux. Par la suite, le rôle d'une entaille, due à un choc, sur la fissuration d'un essieu a été étudié expérimentalement et numériquement. Nous avons distingué l'effet sur la fissuration, de la concentration de contrainte (éprouvettes entaillées par électro-érosion), par rapport au rôle des contraintes résiduelles (éprouvettes entaillées par choc simulé). De plus, le champ de contrainte sous une entaille créée par un choc de ballast, ainsi que la redistribution des contraintes lors du cyclane en fatigue ont été déterminés par des calculs éléments-finis, et correspondent assez bien aux mesures effectuées par diffraction des neutrons.
Book Synopsis Etude expérimentale et numérique de l'amorçage et de la propagation de fissure de fretting dans un assemblage roue-essieu ferrovière by : Arsène Yameogo
Download or read book Etude expérimentale et numérique de l'amorçage et de la propagation de fissure de fretting dans un assemblage roue-essieu ferrovière written by Arsène Yameogo and published by . This book was released on 2004 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La SNCF et Valdunes s'intéressent au comportement en fatigue de l'assemblage roue-essieu, plus particulièrement, à la fissuration par fretting fatigue sous portée de calage. la modélisation par la méthode des éléments finis mise en place, permet à la fois de déterminer l'état des contraintes résiduelles résultant du frettage à la presse et d'étudier la redistribution de ces contraintes sous sollicitations cycliques. Le contact (modèle de Coulomb) et le comportement élastoplastique des matériaux (modèle de Lemaître et Chaboche) sont pris en compte par le modèle. Les non-linéarités ainsi introduites pénalisant fortement les temps de calcul, une méthode de "submodelling" a été mise en oeuvre. Les simulations montrent que la structure s'adapte sous les chargements cycliques, ce qui permet l'utilisation de critères multiaxiaux de fatigue polycycliques. La confrontation des résultats avec ceux obtenus par des essais de fatigue, montre que la prédiction de l'amorçage de fissures de fretting fatigue est possible en appliquant les critères de fatigue classique, notamment, le critère de Dang Van. la propagation de la fissure sous la portée est modélisée numériquement en appliquant la loi de Paris, le facteur d'intensité des contraintes en mode I étant calculé empiriquement à partir de l'état mécanique stabilisé. Il apparait un chargement seuil en deçà duquel la fissure s'arrête. Cet arrêt s'explique par l'entrée de la fissuration dans le champ de contraintes résiduelles de frettage fortement compressif en sous-couche. Par ailleurs, les expertises réalisées en maintenance révèlent l'existence d'une profondeur maximale de fissuration, en accord avec les résultats du modèle numérique.
Book Synopsis Quantification de la fissuration d'un contact soumis à des sollicitations complexes en fretting wear et fretting fatigue by : Krzysztof Kubiak
Download or read book Quantification de la fissuration d'un contact soumis à des sollicitations complexes en fretting wear et fretting fatigue written by Krzysztof Kubiak and published by . This book was released on 2006 with total page 218 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but de cette étude est la détermination de la durée de vie en l’amorçage et en propagation d’un acier XC38 (EA1N) utilisé comme matériau pour les essieux-axes de TGV soumis à des sollicitations complexes de fretting fatigue. Cette étude est plus précisément orientée sur la prédiction de l’amorçage des fissures en fonction de charges appliquées et la prédiction de la condition d’arrêt de propagation des fissures. Conformément à cette analyse, l’étude expérimentale se divisera en deux grandes parties : l’une aborde la problématique de la condition d’amorçage alors que l’autre traite des phénomènes de propagation. Dans la première partie, des essais spécifiques de fretting simple et fretting fatigue ont été réalises afin de caractériser les conditions seuil d’amorçage des fissures dans l’acier étudié. Ceci nous conduira à déterminer un seuil d’amorçage en fonction des conditions de chargement. On s’attachera en particulier à la mise en place de méthodes capables de prédire le risque d’amorçage et ainsi pouvoir définir un domaine de sûreté absolue vis à vis de la sollicitation de fretting fatigue. La deuxième partie de ce travail a concerné le problème de la propagation des fissures. Des essais de fretting simple et fretting fatigue ont été réalisés pour déterminer les lois de propagation des fissures avec notamment la mise en évidence des conditions d’arrêt de propagation. La méthodologie développée, qui intègre la propagation des fissures courtes puis des fissures longues, nous a permis de modéliser les courbes de Wöhler en fretting fatigue et surtout de prédire la condition d’arrêt de propagation des fissures en fretting fatigue.
Book Synopsis AMORCAGE ET PROPAGATION DE FISSURES DE FATIGUE SOUS CONDITIONS DE FRETTING - APPROCHES THEORIQUE ET EXPERIMENTALE by : VALERIE.. LAMACQ
Download or read book AMORCAGE ET PROPAGATION DE FISSURES DE FATIGUE SOUS CONDITIONS DE FRETTING - APPROCHES THEORIQUE ET EXPERIMENTALE written by VALERIE.. LAMACQ and published by . This book was released on 1997 with total page 252 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A LA COMPREHENSION ET LA MODELISATION A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE DES MECANISMES DE FISSURATION SOUS UN CHARGEMENT DE FRETTING FATIGUE STATIQUE (FFS). LES FISSURES SONT SOLLICITEES EN MODE MIXTE SOUS CONDITIONS NON PROPORTIONNELLES (CNP). LES CONCEPTS CLASSIQUES DE LA MECANIQUE ELASTIQUE LINEAIRE DE LA RUPTURE NE PERMETTANT PAS DE CONSIDERER CES DIFFERENTES CONDITIONS, IL ETAIT NECESSAIRE DE PROPOSER UNE NOUVELLE APPROCHE. POUR CELA NOUS AVONS MENE CONJOINTEMENT UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET UNE ETUDE THEORIQUE. DEUX CAMPAGNES D'ESSAIS COMPLEMENTAIRES ONT ETE MENEES AFIN D'ETUDIER LA FISSURATION SOUS FFS. LA PREMIERE ETUDE A ETE CONDUITE SUR TROIS ALLIAGES D'ALUMINIUM AERONAUTIQUES. TOUTES LES OBSERVATIONS ONT ETE REALISEES APRES ESSAI DE FACON DESTRUCTIVE. LA REPONSE DES MATERIAUX A ETE ANALYSEE EN TERMES DE DEGRADATIONS. NOUS AVONS ENSUITE DEFINI LES SITES D'AMORCAGE ET LES DIRECTIONS DE PROPAGATION AU COURS DES STADES I ET II. LA SECONDE CAMPAGNE A ETE CONDUITE SUR UN MATERIAU PHOTOELASTIQUE. LA VISUALISATION EN TEMPS REEL DE L'EVOLUTION DES ISOCHROMES LE LONG DES FACES DE FISSURES NOUS INDIQUE LE COMPORTEMENT DES FISSURES. L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION DES FISSURES ONT ETE OBSERVES EN TEMPS REEL. L'ETUDE DE L'EVOLUTION DES VITESSES DE PROPAGATION COUPLEE AUX OBSERVATIONS DES FACIES DE FISSURES NOUS A PERMIS DE DEFINIR DIFFERENTES PERIODES DE PROPAGATION. L'OBJECTIF DE L'ETUDE THEORIQUE ETAIT D'IDENTIFIER LES PARAMETRES MACROSCOPIQUES GOUVERNANT LES DIFFERENTES PERIODES DE PROPAGATION SOUS FFS. TOUT D'ABORD, NOUS AVONS ANALYSE LES MECANISMES D'AMORCAGE ET DE PROPAGATION AU COURS DU STADE I. NOTRE APPROCHE S'EST INSCRITE DANS LE CADRE DE LA MMC. ELLE NOUS A PERMIS DE PREVOIR LES SITES D'AMORCAGE PRES ET DANS L'AIRE DE CONTACT AINSI QUE LES PREMIERES DIRECTIONS DE PROPAGATION, SOUS DIFFERENTES CONDITIONS DE FRETTING. NOUS AVONS ENSUITE DEFINI LES CONDITIONS GOUVERNANT LA TRANSITION DU STADE I AU STADE II. ENFIN, NOUS AVONS DETERMINE LES DIRECTIONS ET MODES DE PROPAGATION AU COURS DU STADE II. AFIN DE PRENDRE EN COMPTE LES CNP EN POINTE DE FISSURES, UN CRITERE ADAPTE A NOTRE CHARGEMENT ET AU MATERIAU A ETE SELECTIONNE. POUR COMPLETER CETTE ANALYSE, UNE ETUDE PLUS DETAILLEE DES CHAMPS DE CONTRAINTES EN POINTE DE FISSURE NOUS A PERMIS DE DEFINIR PLUS CLAIREMENT LE MODE DE PROPAGATION DES FISSURES.
Book Synopsis Influence de la fréquence de chargement sur la résistance à l'amorçage et la croissance des fissures de fatigue dans des aciers utilisés dans des applications mécaniques exigeantes by : Mohand Ouramdane Ouarabi
Download or read book Influence de la fréquence de chargement sur la résistance à l'amorçage et la croissance des fissures de fatigue dans des aciers utilisés dans des applications mécaniques exigeantes written by Mohand Ouramdane Ouarabi and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les essais de fatigue peuvent être effectués dans une gamme de fréquences similaire, mais les fréquences les plus élevés sont généralement préférables afin de réduire le temps de test et d'obtenir des résultats dans une période raisonnable. La question reste à savoir si un effet de fréquence existe. Cette étude traite de l'effet de la fréquence de chargement sur la résistance à l'amorçage et à la propagation des fissures sur 3 matériaux (M800HY, CP1000 et DP1180) utilisés dans le domaine automobile. Deux rapports de charge (R=-1 et 0.1) et cinq fréquences de chargement (25 Hz, 30 Hz, 150 Hz et 20 kHz) ont été étudiés. Tout d'abord, nous avons réalisé des calculs par élément finis en dynamique pour dimensionner les éprouvettes et calculer l'étendue du facteur d'intensité de contrainte durant la propagation de la fissure de fatigue. Ensuite, nous avons réalisé des essais d'amorçage et de propagation. Indépendamment de la fréquence de chargement,l'amorçage de la fissure de fatigue est toujours surfacique à cause des concentrations de contraintes dues au processus de laminage ou de l'électro-galvanisation. L'observation des faciès de rupture sur éprouvettes testées à 30 Hz et 20 kHz montre que le mode de propagation est transgranulaire avec quelques localisations de rupture intergranulaire ou par clivage sur la nuance DP1180. Les stries de propagations sont présentes sur les faciès d'éprouvettes M800HY et absentes sur les faciès des deux autres nuances. La nuance DP1180 présente une meilleure résistance à l'amorçage et à la propagation de la fissure de fatigue. Concernant l'effet de la fréquence de chargement, globalement l'amorçage de la fissure de fatigue est dépendante de la fréquence de chargement, par contre, la propagation est indépendante de la fréquence.
Book Synopsis Etude de l'amorçage de fissures de fatigue dans le Ti-6A1-4V by : Kristell Le Biavant Guerrier
Download or read book Etude de l'amorçage de fissures de fatigue dans le Ti-6A1-4V written by Kristell Le Biavant Guerrier and published by . This book was released on 2000 with total page 166 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a porté sur les mécanismes d'amorçage de fissures de fatigue dans l'alliage Ti-6Al-4V. Il a permis de mettre en évidence l'existence d'une structure fantôme, associée à l'hérédité structurale des alliages de titane, et composée de grains dont les dimensions sont près de 100 fois supérieures à la taille microstructurale. Nos travaux ont montré que ces grains millimétriques, que nous avons nomme macrozones, peuvent avoir une influence marquée sur la réponse mécanique locale du matériau, ainsi que sur les mécanismes de fissuration. Des mesures en rayons x ont montre qu'en première approximation, les macrozones constituent des plages au sein desquelles la phase possède une orientation cristallographique majoritaire ; nous pensons donc que les macrozones correspondent aux ex-grains. Afin de caractériser les premiers stades de fissuration en fatigue, des essais de flexion pure ont été réalisés. La fissuration est apparue très hétérogène à l'échelle des macrozones. Dans chaque macrozone, les fissures formées sont situées soit dans le plan de base, soit dans l'un des plans prismatiques, selon le système de glissement ayant la scission résolue la plus élevée. Outre l'orientation cristallographique de la macrozone, la densité de fissuration dépend également de l'orientation de la direction de glissement par rapport a la surface. Finalement, nous avons pu établir une loi d'évolution de la densité de fissuration en fonction de l'amplitude de cisaillement et de l'orientation cristallographique de la macrozone vis-à-vis de la sollicitation et de la surface. Notre étude à également montre que deux mécanismes distincts interviennent lors de la propagation des fissures : la coalescence de fissures entre elles et la propagation.
Book Synopsis Étude tridimensionnelle de la propagation en fatigue de fissures internes dans les matériaux métalliques by : Arnaud Junet
Download or read book Étude tridimensionnelle de la propagation en fatigue de fissures internes dans les matériaux métalliques written by Arnaud Junet and published by . This book was released on 2021 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fatigue est le principal phénomène causant la rupture de structures mécaniques. Pour les très grandes durées de vie, l'amorçage des fissures menant à la rupture des pièces en service passe de la surface au volume. Du fait des difficultés expérimentales, la propagation des fissures internes n'a que très peu été étudiée in situ et en 3D. Il est cependant crucial du point de vue du dimensionnement de connaître le comportement de telles fissures. Dans ces travaux, le suivi in situ de l'amorçage et de la propagation de fissures internes a été réalisé par tomographie aux rayons X (source synchrotron). Premièrement, une méthode de fabrication d'éprouvettes a été élaborée pour permettre de visualiser de manière systématique, non destructive et en 3D la propagation à 20 Hz de fissures internes dans un alliage de titane (Ti-6Al-4V). Un défaut artificiel a pour cela été usiné à la surface d'une tôle laminée de ce matériau. Une seconde tôle, placée sur la première, a été soudée par diffusion au frittage flash, permettant ainsi de rendre le défaut volumique. Des essais de fatigue in situ ont permis de montrer le rôle crucial de l'environnement (vide) ainsi que, dans une moindre mesure, celui de la texture cristallographique sur les vitesses de propagation des fissures internes. Deuxièmement, une machine de fatigue ultrasonique (fréquence de cyclage de 20 kHz) permettant de réaliser des essais in situ au synchrotron a été utilisée pour étudier la propagation 3D de fissures internes dans des éprouvettes d'alliage d'aluminium A357-T6 contenant un défaut interne artificiel. L'obtention préalable de la distribution 3D des grains par tomographie en contraste de diffraction (DCT) a permis d'étudier les mécanismes d'interaction entre la microstructure et le chemin de fissuration en 3D.
Book Synopsis Analyse fiabiliste de la fatigue des joints soudés soumis à l' effet de surcharge by : Philippe Darcis
Download or read book Analyse fiabiliste de la fatigue des joints soudés soumis à l' effet de surcharge written by Philippe Darcis and published by . This book was released on 2002 with total page 271 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les méthodes d'analyse fiabiliste des structures ont fait ces dernières années de grands progrès. Leurs applications aux assemblages soudés soumis à la fatigue se sont avérées particulièrement fructueuses. Pour ce faire, un couplage entre modèles de fatigue et les méthodes fiabilistes est effectué. Dans ce cadre, 4 axes d'études sont développés : 1-La présentation d'un modèle déterministe de fatigue intégrant l'amorçage et la propagation de fissure. Ce modèle permet de prendre en compte les contraintes résiduelles de soudage, le seuil de propagation de fissure et le chargement variable appliqué ; 2-L'étude de l'effet d'une surcharge, et du phénomène de retard, modélisé sur la base d'observations des contraintes résiduelles de compression en pointe de fissure. Une nouvelle méthodologie numérique est développée, elle permet d'évaluer la variation effective du facteur d'instensité de contraintes durant la période suivant la surcharge et jusqu'au retour de vitesse de propagation initiale ; 3-L'évaluation de la probalité de défaillance au cours du temps. Cette analyse intègre la période d'amorçage de fissure et l'effet de retard. L'utilisation, en tant que variables aléatoires, de la durée de vie à l'amorçage d'une part, et la taille de la zone affectée par le retard d'autre part, constitue un des apports majeurs de ce travail ; 4-L'extension de l'approche proposée. Cette extension s'applique d'une part à la modélisation déterministe et d'autre part à la prise en compte d'un nombre important de variables aléatoires. Elle permet de mettre en exergue les variables dont l'influance est la plus significative. Cette extension conduit à une stratégie de dimensionnement à la fatigue. Ces différents axes sont abordés et illustrés au travers d'une application relative à un joint soudé en croix. L'ensemble des travaux a permis la création d'un logiciel d'analyse fiabiliste servant au dimensionnement à la fatigue
Book Synopsis Amorçage et propagation de fissures dans les assemblages collés soumis à des chargements cycliques pour différentes mixités de mode by : Cyril Bernolin
Download or read book Amorçage et propagation de fissures dans les assemblages collés soumis à des chargements cycliques pour différentes mixités de mode written by Cyril Bernolin and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse s'est déroulée dans le cadre d'un co-financement entre la région Bretagne et Safran Composites, acteur majeur du secteur aéronautique. Ce secteur a connu un fort essor en termes de production et de croissance du trafic aérien. Afin de répondre aux nouvelles réglementations environnementales, de nouvelles solutions sont mises en oeuvre afin de réduire la consommation de carburant qui passe notamment par l'allègement des structures en service. L'une des solutions retenues par les acteurs du secteur aéronautique est l'utilisation du collage dans les techniques d'assemblage. Son utilisation permet de s'affranchir de nombreux problèmes tels que la corrosion et permet ainsi de réduire le poids des structures contrairement aux techniques d'assemblages conventionnelles (boulonnage, rivetage...). L'emploi d'adhésifs reste cependant limité par des certifications contraignantes destinées à assurer la tenue des structures primaires et la sécurité des usagers. L'objectif de cette thèse vise à développer un outil prédictif de la tenue mécanique des assemblages collés en termes d'amorçage et de propagation de fissures sous chargements mécaniques complexes pour Safran. La première partie de ces travaux porte sur l'étude de l'amorçage de fissures sous chargement de fatigue. En se basant sur le dispositif expérimental Scarf modifié, une procédure expérimentale a été élaborée afin d'étudier l'effet de la fréquence de sollicitation et du rapport de charge sur l'amorçage de fissure. Sur la base des observations expérimentales, l'utilisation d'un critère de durée de vie en énergie semble pertinente. Un modèle viscoélastique de type Maxwell généralisé avec une répartition bi-spectrale des mécanismes a été identifié. Cette identification a permis de faire le lien entre la tenue en fatigue et le comportement de l'adhésif, et de développer en première approche un critère de fatigue tenant compte du comportement hystérétique et en fluage de l'adhésif, indépendamment de sa mise en œuvre. La seconde partie de ces travaux s'est focalisée sur l'étude la propagation de fissures sous chargement de fatigue. En se basant sur le dispositif Arcan modifié l'influence de la mixité de modes sur la propagation de fissure pour des rapports de charge positifs a pu être étudiée. Dans le cadre d'essais non-standardisés, une procédure numérique basée sur un modèle EF et un algorithme de calibration de longueur de fissure, basée sur les travaux de Stamoulis et al. (2016), a dû être développée et afin de calculer le taux de restitution d'énergie critique et évaluer ainsi numériquement la longueur de fissure. Les premiers résultats ont montré l'existence de trois phases de propagation. Les valeurs de taux de restitution d'énergie en fatigue sont inférieures à celles calculées sous chargements monotones. Afin d'étudier l'influence de la fatigue alternée (i.e. la compression) sur la propagation de fissure, un montage Arcan « compression » a été conçu dans le cadre de cette thèse. Les résultats ont montré que le taux de restitution d'énergie en mode I et à R = -1 était supérieur à celui calculé à R = 0.2. La tendance inverse a été observée en mode II, avec des mécanismes plus dégradants en fatigue alternée.
Book Synopsis Etude de propagation des fissures de fatigue sous spectres de chargement réduits by : Mohamed Benguediab
Download or read book Etude de propagation des fissures de fatigue sous spectres de chargement réduits written by Mohamed Benguediab and published by . This book was released on 1989 with total page 160 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE A POUR OBJET LA CARACTERISATION DE LA PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE SOUS SPECTRES DE CHARGEMENT REDUITS COMPARATIVEMENT A LA PROPAGATION SOUS CHARGEMENT D'AMPLITUDE CONSTANTE DANS LE CAS D'UN ALLIAGE D'ALUMINIUM 2024-T351. LES SPECTRES REDUITS CONSIDERES SONT ISSUS DE L'HISTORIQUE STATISTIQUE DES CONTRAINTES SUR L'INTRADOS DE L'AILE D'UN AVION CIVIL. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX PERMETTENT DE DECRIRE LA CROISSANCE DES FISSURES PAR VOL EN FONCTION DU FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE MAXIMAL K#M#A#X ET DE MESURER LA DUREE DE VIE CORRESPONDANT A LA CROISSANCE ENTRE DEUX LONGUEURS DE FISSURE. LA PRISE EN COMPTE DE L'EFFET DE FERMETURE A PERMIS D'OPTIMISER L'ESTIMATION DE LA DUREE DE VIE FAITE SELON UNE DEMARCHE CLASSIQUE DE CUMUL LINEAIRE DANS LE DOMAINE DE PROPAGATION SUPERIEUR A UNE TRANSITION DANS LE MECANISME DE PROPAGATION APPELEE T#2. UNE METHODE D'ANALYSE FRACTOGRAPHIQUE QUANTITATIVE A ETE MISE AU POINT. IL EST MONTRE QUE L'EVOLUTION DES FACIES, POUR K#M#A#X SUPERIEUR A T#2, EST ESSENTIELLEMENT CONTROLEE PAR LE NIVEAU DU CHARGEMENT LE PLUS ELEVE. PAR CONTRE, POUR LES FAIBLES VALEURS DE K#M#A#X (EN DESSOUS DE T#2), LE PARAMETRE DOMINANT EST LE CYCLE SOL-AIR-SOL. UN MODELE BASE SUR LES CONCEPTS ENERGETIQUES EST PROPOSE. CE MODELE, QUI PERMET L'ETABLISSEMENT D'UN CHARGEMENT D'AMPLITUDE CONSTANTE EQUIVALENT, CONDUIT A UNE MEILLEURE PREVISION DE LA DUREE DE VIE POUR LES SPECTRES SANS SURCHARGES
Book Synopsis Modélisation de la tenue en fatigue d'essieux ferroviaires issus d'un procédé de forgeage by : Sofiane Saad
Download or read book Modélisation de la tenue en fatigue d'essieux ferroviaires issus d'un procédé de forgeage written by Sofiane Saad and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans un contexte économique compétitif au niveau des coûts de fabrication et des matières premières utilisées, un procédé innovant de conception et de fabrication des essieux ferroviaires est mis en place. Il consiste à forger des axes creux permettant une réduction significative de la consommation d'acier. Il s'agit d'analyser en quoi ces modifications de conception et de fabrication ont un impact sur la tenue en service et notamment sur la résistance aux sollicitations cycliques pouvant conduire à une rupture par fatigue. Suivant cet objectif, une chaîne numérique a été développée, allant de la simulation du procédé de fabrication jusqu'à l'analyse de la sollicitation cyclique en conditions de service. La première étape est la modélisation du procédé de forgeage afin de prédire les contraintes résiduelles et les déformations plastiques initiales. A partir de cet état de sollicitation, l'opération d'usinage et d'assemblage de la roue sur l'essieu, par frettage, est ensuite simulée afin d'analyser la redistribution des contraintes et des déformations. La dernière étape consiste à obtenir les trajets de sollicitations cycliques issus des sollicitations répétées du service permettant de disposer des données nécessaires pour l'analyse en fatigue. Les difficultés de ce type de simulation résident dans la conservation des états de contraintes et de déformations résiduelles aux différents stades de la simulation et dans la détermination de l'état mécanique stabilisé sous sollicitation cyclique. La méthode développée s'appuie sur la détermination de l'état mécanique asymptotique, permettant d'utiliser un critère de fatigue afin d'évaluer le risque d'amorçage de fissure.
Book Synopsis Amorçage et micro-propagation de fissure en fatigue à haute température à partir de défauts dans un superalliage monocristallin by : Marion Geuffrard
Download or read book Amorçage et micro-propagation de fissure en fatigue à haute température à partir de défauts dans un superalliage monocristallin written by Marion Geuffrard and published by . This book was released on 2010 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aubes de turbine haute pression des turboréacteurs sont des composants soumis à des chargement thermo-mécanique sévères. Ces aubes sont maintenant réalisées en superalliage monocristallin à base nickel car ce matériau possède d'excellentes propriétés à haute température. Le procédé de fabrication de ces aubes monocristalline entraîne des défauts et notamment des pores localisés dans les espaces inter-dendritiques. Sous l'action de sollicitation cyclique, des microfissures se forment sur ces défauts, donnant naissance à une fissure principale pouvant conduire à la rupture de la pièce. L'objet de cette thèse est d'étudier l'amorçage et la micro-propagation de fissure sur défaut. Une étude expérimentale a été menée sur des éprouvettes tubulaires contenant une entaille assimilée à un pore. Nous avons montré que la viscoplasticité et l'activation de l'oxydation induisaient un comportement de type fissure courte. Une analyse numérique par éléments finis sur des maillages d'éprouvettes entaillées a montré l'importance de la plasticité générée par le défaut sur la vitesse de propagation des fissures courtes. Puis nous avons établi un modèle de micro-propagation de fissure permettant d'estimer la vitesse de propagation de fissure s'amorçant sur une entaille. Nous avons opté pour un modèle décrit à l'échelle locale en utilisant les champs de contraintes générées par le défaut. Ce modèle rend compte de la plasticité locale due à l'entaille et de la fragilisation en pointe de fissure par l'oxydation. Le modèle développé ouvre des perspectives prometteuses sur la prédiction de la durée de vie à l'amorçage sur pore de fonderie.
Book Synopsis Étude de l'endommagement en fretting-fatigue by : Ruichun Duan
Download or read book Étude de l'endommagement en fretting-fatigue written by Ruichun Duan and published by . This book was released on 2006 with total page 326 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude de l'endommagement en fretting fatigue d'un alliage d'aluminium 5086H24 dans un assemblage boulonné. Des essais de fatigue et des essais de fretting - fatigue sont réalisés sur des éprouvettes avec un trou central suivi ou non d'une expansion et sur des assemblages boulonnés en « Alu - Acier ». Une analyse micrographique sur les surfaces de contact et sur les facies de rupture a été réalisée afin d'identifier l'endommagement de contact et les sites d'amorçage. Un calcul aux éléments finis, prenant en compte le contact, a été développé en vue de déterminer les champs de contraintes, de déformations et de déplacements. En l'absence du contact, l'amorçage et la propagation d'une fissure de fatigue sont bien connus, par contre lors du fretting fatigue, nous sommes en présence d'une compétition du fretting et de la fatigue et/ou de la combinaison des deux. Pour notre configuration, avec les investigations expérimentale, micrographique, et de calcul, nous avons identifié les différents sites d'amorçage et leur localisation qui sont directement liés à l'effort normal (pression de contact). Ces sites d'amorçage passent du bord du trou à la frontière de contact avec une orientation qui dépend fortement de l'effort normal. Dans cette étude, nous avons montré que l'expansion du trou n'a pas une influence significative sur la durée de vie et que l'amélioration de celle-ci dépend de la pression de contact. Une Carte de Réponse du Matériau CRM (par analogie au phénomène d'usure et/ou fretting) a été établit pour représenter les conditions de l'amorçage de fissures.
Book Synopsis Influence Du Chargement Sur la Propagation de Fissures Par Fatigue by : Aboulghit EL MALKI ALAOUI
Download or read book Influence Du Chargement Sur la Propagation de Fissures Par Fatigue written by Aboulghit EL MALKI ALAOUI and published by Omniscriptum. This book was released on 2010-09 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'étude a porté sur l'acier S355NL employé dans la conception de bâtiments de surface. Si le comportement des fissures longues est assez bien connu, celui des fissures courtes est peu maîtrisé. Des essais à amplitude de contrainte constante ont tout d'abord été entrepris pour caractériser le comportement des fissures courtes de fatigue. Les rapports de charge R utilisés pour ces essais de fatigue furent 0.1, 0.3, 0.5 et enfin -1. Des essais à amplitude variable (croissante, décroissante et issue d'un spectre de chargement) ont également été réalisés. Les résultats obtenus ont été systématiquement comparés aux courbes de propagation des fissures longues également établies pour ce matériau. Parallèlement à ces travaux, une étude numérique a été menée en utilisant le code éléments finis ABAQUS pour déterminer la répartition des contraintes, le coefficient de concentration de contrainte et le facteur d'intensité de contraintes. Ces derniers ont été établis pour différentes configurations d'éprouvettes et de fissures dans les cas élastiques et élastoplastiques.
Book Synopsis Simulation tridimensionnelle multi-échelle de la propagation de fissures expérimentales sous chargement de fretting fatigue par la méthode des éléments finis étendus by : Emilien Pierres
Download or read book Simulation tridimensionnelle multi-échelle de la propagation de fissures expérimentales sous chargement de fretting fatigue par la méthode des éléments finis étendus written by Emilien Pierres and published by . This book was released on 2010 with total page 179 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La maîtrise des mécanismes de rupture dans les problèmes de fretting requiert une analyse pluridisciplinaire des différents phénomènes physiques couplés pour prendre en compte les effets globaux et locaux, les sollicitations multiaxiales non proportionnelles et les conditions de contact interfacial avec frottement. Un modèle tridimensionnel éléments finis étendus mufti-échelles dédié au contact avec frottement entre les faces de la fissure est proposé. Une formulation faible mixte à trois champs permet une définition intrinsèque de la fissure avec sa propre discrétisation indépendante du maillage de la structure. Un solveur stabilisé adapté de la méthode LATIN est implémenté. Les propriétés de stabilité et les performances du modèle sont illustrées dans plusieurs exemples bidimensionnels et tridimensionnels. Le modèle est validé par comparaison avec un code éléments finis industriel. Une stratégie mufti-modèles globale basée sur l'analyse expérimentale et la simulation numérique de la propagation des fissures est développée afin de prédire la durée de vie de composants en frelling fatigue. Des essais de fretting fatigue sont réalisés afin d'analyser l'amorçage et la propagation de fissures. Les sollicilatrons tribologiques au cours du cycle sont déterminées par la résolution du contact deux-corps. La prédiction du risque d'amorçage des fissures est conduite. Ces résultats sont utilisés comme données d'entrée pour la modélisation X-FEM des essais de frettlng bidimensionnels et tridimensionnels. La simulation de la propagation des fissures est réalisée à l'aide de critères de propagation multiaxiale non proportionnels et d'une loi de propagation expérimentale.
Book Synopsis Simulation multi-échelles de la propagation des fissures de fatigue dans les rails by : Benoît Trollé
Download or read book Simulation multi-échelles de la propagation des fissures de fatigue dans les rails written by Benoît Trollé and published by . This book was released on 2014 with total page 213 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Sous l'effet des sollicitations mécaniques répétées induites par les passages des trains, on observe l'apparition de fissures de fatigue de contact dans les rails. Une fois amorcées, celles-ci peuvent se propager et mener à la rupture du rail. Dans un contexte d'intensification du trafic et d'augmentation globale des vitesses de circulation, il devient stratégique pour SNCF d'optimiser sa politique de maintenance. Afin de définir des pas de surveillance adaptés et une planification optimisée des opérations de maintenance, une meilleure connaissance des mécanismes d'endommagement par fatigue du rail s'avère nécessaire. Tendre vers cette stratégie de maintenance prédictive passe par la mise en place d'outils de simulation numérique adaptés. Dans ce contexte, une chaîne d'outils a été développée : détermination des sollicitations transmises au rail, des champs de contraintes et de déformations résiduelles, localisation des zones critiques vis-à-vis du risque de fissuration. L'étape suivante consiste à estimer le risque lié à la présence de fissures et à étudier leurs propagations. Elle constitue une partie des objectifs de ces travaux de thèse. La résolution du problème tri-dimensionnel d'une structure fissurée, avec contact et frottement entre les lèvres, est effectuée grâce à un modèle tri-dimensionnel éléments finis étendus multi-échelles. Ce modèle fait appel à une formulation mixte stabilisée où chaque champ est écrit à l'aide d'enrichissement. La fissure est représentée grâce à une stratégie implicite-explicite. Le problème est résolu à l'aide du solveur non-linéaire LATIN. Une étude empirico-numérique a permis de proposer des formules a priori assurant à la méthode de résolution un taux de convergence proche de l'optimal. La simulation de la propagation des fissures de fatigue est réalisée à l'aide de critères spécifiques, adaptés à un chargement multi-axial et non-proportionnel, et d'une loi de propagation dédiée en mode mixte. La confrontation des résultats de simulation avec des essais réalisés sur une configuration cylindre-plan a validé la stratégie X-FEM/LATIN à deux échelles. Tous ces développements ont été implémentés dans le code de calcul éléments finis CAST3M. Des contraintes résiduelles réalistes, provenant d'un logiciel externe, ont été introduites. Cette étape a requis la mise en place d'une procédure de transfert des champs entre les deux maillages (celui utilisé pour le calcul des contraintes résiduelles et celui utilisé pour la résolution du problème de mécanique élastique linéaire de la rupture). L'étude de la flexion du rail a révelé l'influence de ce phénomène uniquement lors du passage du chargement sur la fissure.Enfin, une étude numérique a montré la très forte influence de l'orientation du chargement tangentiel, des contraintes résiduelles et de la présence de plusieurs fissures sur la direction et les vitesses de propagation des fissures de fatigue.
Book Synopsis Simulation tridimensionnelle multi-échelle de la propagation de fissures expérimentales sous chargement de fretting fatigue par la méthode des éléments finis étendus by : Emilien Pierres
Download or read book Simulation tridimensionnelle multi-échelle de la propagation de fissures expérimentales sous chargement de fretting fatigue par la méthode des éléments finis étendus written by Emilien Pierres and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La maîtrise des mécanismes de rupture dans les problèmes de fretting requiert une analyse pluridisciplinaire des différents phénomènes physiques couplés pour prendre en compte les effets globaux et locaux, les sollicitations multiaxiales non proportionnelles et les conditions de contact interfacial avec frottement. Un modèle tridimensionnel éléments finis étendus mufti-échelles dédié au contact avec frottement entre les faces de la fissure est proposé. Une formulation faible mixte à trois champs permet une définition intrinsèque de la fissure avec sa propre discrétisation indépendante du maillage de la structure. Un solveur stabilisé adapté de la méthode LATIN est implémenté. Les propriétés de stabilité et les performances du modèle sont illustrées dans plusieurs exemples bidimensionnels et tridimensionnels. Le modèle est validé par comparaison avec un code éléments finis industriel. Une stratégie mufti-modèles globale basée sur l'analyse expérimentale et la simulation numérique de la propagation des fissures est développée afin de prédire la durée de vie de composants en frelling fatigue. Des essais de fretting fatigue sont réalisés afin d'analyser l'amorçage et la propagation de fissures. Les sollicilatrons tribologiques au cours du cycle sont déterminées par la résolution du contact deux-corps. La prédiction du risque d'amorçage des fissures est conduite. Ces résultats sont utilisés comme données d'entrée pour la modélisation X-FEM des essais de frettlng bidimensionnels et tridimensionnels. La simulation de la propagation des fissures est réalisée à l'aide de critères de propagation multiaxiale non proportionnels et d'une loi de propagation expérimentale
