Modelisation Multi Echelles Du Comportement Mecanique Des Alliages Tial Pour La Prevision De Leur Tenue En Fatigue

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Modélisation multi-échelles du comportement mécanique des alliages TiAl pour la prévision de leur tenue en fatigue

Author : Pierre Serrano
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ISBN 13 :
Total Pages : 202 pages
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Book Synopsis Modélisation multi-échelles du comportement mécanique des alliages TiAl pour la prévision de leur tenue en fatigue by : Pierre Serrano

Download or read book Modélisation multi-échelles du comportement mécanique des alliages TiAl pour la prévision de leur tenue en fatigue written by Pierre Serrano and published by . This book was released on 2020 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les alliages à base d'aluminures de titane (TiAl) sont des matériaux légers introduits dans la dernière génération de turboréacteurs pour l'aéronautique civil sous la forme d'aube de turbine basse pression. Ces alliages disposent notamment d'excellentes propriétés mécaniques à haute température et d'une résistance spécifique élevée. Leur utilisation reste cependant délicate du fait de leur faible ductilité et ténacité à température ambiante. Afin de trouver de nouvelles applications à ces matériaux, les deux principaux défis pour les futures générations d'alliage sont l'augmentation de la température d'utilisation et l'amélioration des propriétés en fatigue thermomécanique. Dans cette optique, le présent travail consiste à établir un lien entre la microstructure des alliages TiAl et leur tenue en fatigue. Pour cela, des travaux expérimentaux et numériques sont réalisés à différentes échelles d'intérêt sur les quatre microstructures dites génériques de ces matériaux. Dans un premier volet expérimental, un lien entre microstructure et comportement mécanique cyclique est établi via la réalisation d'essais mécaniques à l'échelle macroscopique (i.e. réponse contrainte-déformation), et d'essais micromécaniques qui permettent d'étudier la répartition de la déformation dans la microstructure. Dans un deuxième volet numérique, un modèle de plasticité cristalline permettant de tenir compte des spécificités des microstructures à structure lamellaire des alliages TiAl est défini. Les comportements mécaniques cycliques des quatre microstructures génériques sont ensuite modélisés via la réalisation de calculs éléments finis sur microstructures virtuelles et homogénéisation numérique. Enfin, cette modélisation est utilisée afin de réaliser une analyse aux Indicateurs de Tenue en Fatigue (ITF). Cette analyse permet de comparer les tenues en fatigue des différentes microstructures et d'identifier les éléments microstructuraux qui pilotent la durée de vie en fatigue pour différents régimes de sollicitation. Les résultats obtenus permettent alors d'effectuer un retour vers la métallurgie en indiquant les zones à renforcer pour améliorer les propriétés en fatigue de futurs alliages.

Modélisation multi-échelles des propriétés mécaniques d'un alliage d'aluminium de fonderie

Author : Rémi Martinez
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ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
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Book Synopsis Modélisation multi-échelles des propriétés mécaniques d'un alliage d'aluminium de fonderie by : Rémi Martinez

Download or read book Modélisation multi-échelles des propriétés mécaniques d'un alliage d'aluminium de fonderie written by Rémi Martinez and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente les résultats d'un modèle théorique de précipitation de particules Al2Cu dans un alliage d'aluminium de fonderie de type 319 traité thermiquement T7, prenant en compte les équations de la théorie de la coalescence. L'utilisation d'une distribution de taille de particules expérimentale discrétisée comme point de départ du modèle rend possible l'utilisation d'une équation de flux afin de modéliser l'évolution du rayon moyen des particules dans un élément de volume représentatif de l'alliage. L'utilisation d'un schéma numérique implicite permet de ramener la résolution du problème physique à l'inversion d'une matrice tridiagonale. Ainsi, l'évolution du rayon critique de coalescence, du nombre total et de la fraction volumique de précipités sont obtenus pour plusieurs vieillissements. Les résultats du modèle a été confrontés aux résultats des mesures expérimentales qui ont été réalisées à l'aide d'observations en microscopie électronique à transmission et qui ont permis une mesure de la taille des précipités. Ces derniers ont été assimilés à des sphères de volume équivalent aux plaquettes réelles et ont été analysés numériquement. Les résultats fournis par le modèle théorique sont en bon accord avec les mesures expérimentales et ont permis le couplage du modèle de coalescence avec un modèle micromécanique fondé sur la théorie des dislocations et calibré à l'aide d'essais de traction en température. Il permet de déterminer la limite d'élasticité de l'alliage pour un vieillissement jusqu'à 1000h compris entre 23°C et 300°C. La limite d'élasticité est alors assimilée à une somme de trois contraintes~: une contrainte liée à la friction de réseau (contrainte de Peierls), une contrainte liée au contournement des précipités par les dislocations (contrainte d'Orowan) et une contrainte liée à la présence de solution solide. Enfin, des essais de fatigue oligocyclique à différentes températures ont permis de déterminer les variables internes de la loi de comportement macroscopique. Il s'agit d'une loi élasto-viscoplastique de type Lemaitre et Chaboche, à laquelle la limite d'élasticité calculée par le modèle micromécanique est couplée. Ainsi, le comportement physique macroscopique de l'alliage est fonction de la coalescence des précipités. Des calculs 1D ou 3D, par éléments finis, permettent alors de déterminer le comportement général d'une culasse soumise à de la fatigue thermomécanique.

Etude et modélisation du comportement en fatigue de l'alliage d'Aluminium 2618 anodisé soumis à des chargements multiaxiaux

Author : Benaïssa Malek (chercheur).)
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ISBN 13 :
Total Pages : 190 pages
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Book Synopsis Etude et modélisation du comportement en fatigue de l'alliage d'Aluminium 2618 anodisé soumis à des chargements multiaxiaux by : Benaïssa Malek (chercheur).)

Download or read book Etude et modélisation du comportement en fatigue de l'alliage d'Aluminium 2618 anodisé soumis à des chargements multiaxiaux written by Benaïssa Malek (chercheur).) and published by . This book was released on 2020 with total page 190 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les alliages d'aluminium anodisés sont largement utilisés dans la construction aéronautique en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques, leur résistance à la corrosion et leur faible densité. Cependant, le processus d'anodisation conduit souvent à une réduction de la résistance en fatigue. De plus, les pièces sont généralement soumises à des sollicitations multiaxiales en service et il apparaît donc nécessaire d'étudier, non seulement l'effet de l'anodisation, mais également de le corréler à la nature du chargement.L'objectif de la thèse est donc d'identifier et de caractériser les différents mécanismes impliqués dans l'effet de l'anodisation de l'alliage 2618-T851 sur sa tenue en fatigue et de déterminer l'impact de la nature du chargement. Dans un premier temps, des essais de fatigue uniaxiale en traction et torsion ont été effectués sur des éprouvettes à l'état brut présentant différentes rugosités de surface et sous différents rapports de contrainte. Il a été constaté que la rugosité de surface n'avait aucun effet quelle que soit la nature du chargement. En revanche, une contrainte moyenne normale ou de cisaillement non nulle réduit la durée de vie en fatigue. Les essais effectués sur les éprouvettes décapées, anodisées, imprégnées et finalement colmatées ont montré qu'en traction, l'abattement de la durée de vie est dû principalement à l'étape d'oxydation anodique. Par contre, en torsion, la tenue en fatigue de l'alliage n'est pas sensible au processus d'anodisation.Ensuite, le matériau a été étudié en fatigue multiaxiale, en traction-torsion sous différents rapports de contrainte et différents angles de déphasage à l'état usiné et anodisé. Nous avons constaté que l'anodisation a un effet néfaste comme dans le cas de la traction pure et que le matériau n'est pas sensible au déphasage quel que soit le rapport d'amplitude de contrainte. L'alliage a été étudié sous chargements multiaxiaux intégrant la pression interne pour analyser le comportement en fatigue de l'alliage sous ce type de chargement. L'analyse des faciès de rupture a montré qu'en général, nous retrouvons un amorçage de fissures à partir de particules intermétalliques Al9FeNi avec la présence d'un site unique pour l'alliage à l'état brut d'usinage et un amorçage à partir de la couche d'oxyde avec la présence de multi-sites dans le cas des éprouvettes anodisées.Concernant les prévisions de la durée de vie, nous avons utilisé différentes approches de type plan critique (Morel, Fatemi-Socie, Findley, Kluger et Macha) pour prédire les durées de vie sous différentes combinaisons de chargement. Finalement, un modèle inspiré du modèle de Kluger a été proposé.

Influence de la microstructure sur le comportement mécanique de l'alliage de titane Ti-6Al-4V

Author : Fatna Benmessaoud
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ISBN 13 :
Total Pages : 216 pages
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Book Synopsis Influence de la microstructure sur le comportement mécanique de l'alliage de titane Ti-6Al-4V by : Fatna Benmessaoud

Download or read book Influence de la microstructure sur le comportement mécanique de l'alliage de titane Ti-6Al-4V written by Fatna Benmessaoud and published by . This book was released on 2020 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'amélioration des performances mécaniques des matériaux utilisés dans l'aéronautique repose généralement sur la compréhension de la relation entre les paramètres microstructuraux et le comportement mécanique macroscopique. De plus, le caractère hétérogène et anisotrope de la plupart des matériaux métalliques, notamment l'alliage de titane Ti-6Al-4V, implique une étude assez approfondie à l'échelle locale. Ce travail constitue une contribution dans ce domaine. Il a pour but d'analyser le comportement mécanique de l'alliage Ti-6Al-4V soumis à des sollicitations monotones et cycliques en lien avec la microstructure. Des caractérisations microstructurales ont été tout d'abord effectuées sur des microstructures nodulaires de Ti-6Al-4V possédant la même texture cristallographique mais avec trois tailles de grain différentes : ultra fine, fine et standard, puis sur des microstructures possédant la même taille de grain mais avec deux textures différentes : forte et faible. Dans une deuxième étape, des essais mécaniques monotones et cycliques ont été réalisés. Les résultats de cette partie ont permis le développement d'un modèle à l'échelle macroscopique. Par la suite, une technique d'analyse des traces de glissement a été développée dont l'objectif est d'identifier la contribution de différents systèmes de glissement dans l'accommodation de la déformation plastique. La dernière partie de cette thèse a été consacrée au développement d'un modèle de plasticité cristalline couplé à la méthode des éléments finis (Crystal Plasticity Finite Element Method (CPFEM)) permettant d'analyser l'effet couplé de la taille moyenne des grains, leur dispersion relative et leur texture cristallographique sur le comportement obtenu aux échelles microscopique, mésoscopique et macroscopique. Les paramètres du modèle ont été identifiés en utilisant des techniques appropriées de transition d'échelles en champs moyens. Les Volumes Élémentaires Représentatifs (VER) utilisés dans le modèle ont été optimisés en considérant deux contraintes majeures : un nombre de grains représentatif et un maillage adéquat. Les simulations numériques ont été réalisées par le biais du code de calcul éléments finis Abaqus/Standard interfacé par la librairie ZMAT.

Caractérisation et modélisation du comportement mécanique des alliages de titane pour la mise en forme à froid des produits plats

Author : Najoua Ben Mhenni
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Total Pages : 210 pages
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Book Synopsis Caractérisation et modélisation du comportement mécanique des alliages de titane pour la mise en forme à froid des produits plats by : Najoua Ben Mhenni

Download or read book Caractérisation et modélisation du comportement mécanique des alliages de titane pour la mise en forme à froid des produits plats written by Najoua Ben Mhenni and published by . This book was released on 2012 with total page 210 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de recherche, réalisé au sein du Laboratoire des sciences des procédés et des matériaux (LSPM) à l'université Paris 13, se propose d'étudier l'anisotropie de comportement des alliages de titane en forme de produit plat. L'objectif de cette thèse est de pouvoir simuler ce comportement anisotrope à l'échelle polycristalline et phénoménologique. Les résultats seront par la suite exploités dans le contexte de la mise en forme. A cette fin, une large campagne d'essais mécanique est réalisée pour mettre en évidence le caractère anisotrope de ces matériaux. Les essais de cisaillement monotones à différentes orientations ont servi pour identifier les paramètres de la loi de comportement utilisés dans un modèle polycristallin viscoplastique. La validation de ce dernier est faite à partir des prévisions des textures, des activités des différents systèmes actifs et du profil de coefficients de Lankford. Les surfaces de plasticités issues de la simulation à l'échelle polycristalline sont identifiées avec le modèle phénoménologique {Cazacu, O et al, 2006}. Les paramètres de ce dernier sont également identifiés à partir des différents essais mécaniques réalisés.

Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl

Author : Catherine Mabru
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 279 pages
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Book Synopsis Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl by : Catherine Mabru

Download or read book Etude du comportement en fissuration par fatigue des alliages intermétalliques TiAl written by Catherine Mabru and published by . This book was released on 1997 with total page 279 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DE PAR LEURS PROPRIETES ATTRAYANTES (BONNE RESISTANCE A LA CORROSION, A L'OXYDATION ET AU FLUAGE, EXCELLENTE RETENTION DE MODULE, RESISTANCE RAISONNABLE A HAUTE TEMPERATURE, FAIBLE DENSITE), LES ALLIAGES BASES SUR LE COMPOSE INTERMETALLIQUE TIAL SONT PRESSENTIS DANS DES APPLICATIONS STRUCTURALES A HAUTE TEMPERATURE. L'INTERET INDUSTRIEL CROISSANT, LA CONNAISSANCE DES PROPRIETES D'USAGE CONSTITUE UNE ETAPE ESSENTIELLE. EN PARTICULIER, LA CONNAISSANCE DE LA TENUE A LA FATIGUE ET NOTAMMENT LA RESISTANCE A LA FISSURATION EST SOUVENT INDISPENSABLE POUR LE DIMENSIONNEMENT DES PIECES. CETTE ETUDE EST DONC CONSACREE A L'ANALYSE DE LA PROPAGATION DES FISSURES DE FATIGUE DANS UN ALLIAGE INTERMETALLIQUE A BASE TIAL, AVEC UNE ATTENTION PARTICULIERE PORTEE AUX ROLES RESPECTIFS DE DIFFERENTS FACTEURS TELS QUE LA FERMETURE DE FISSURE, LA TEMPERATURE, LA MICROSTRUCTURE ET L'ENVIRONNEMENT. UNE CARACTERISATION DETAILLEE DU COMPORTEMENT EN FISSURATION PAR FATIGUE EST EFFECTUEE POUR DIFFERENTES CONDITIONS D'ENVIRONNEMENT ET DE TEMPERATURE. L'EXAMEN DE LA PROPAGATION SOULIGNE LE CARACTERE DIFFUS DE L'ENDOMMAGEMENT EN POINTE DE FISSURE ET LA SIMILITUDE DES MECANISMES DE RUPTURE INTERVENANT SOUS LES DIFFERENTES CONDITIONS D'ESSAI. IL EST MONTRE QUE LE CONCEPT DE FERMETURE DE FISSURE INTRODUIT POUR LES ALLIAGES CONVENTIONNELS S'APPLIQUENT EGALEMENT AU CAS DES COMPOSES INTERMETALLIQUES ET CORRESPOND PRINCIPALEMENT A UNE FERMETURE INDUITE PAR LA RUGOSITE. L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE ET DE LA MICROSTRUCTURE SUR LE COMPORTEMENT INTRINSEQUE EST ETROITEMENT LIEE A UN EFFET DE LA TENACITE DANS LE DOMAINE DES VITESSES DE PROPAGATION ELEVEES. UNE LOI DECRIVANT LE COMPORTEMENT INTRINSEQUE A DIFFERENTES TEMPERATURES EST PROPOSEE. ENFIN, UN FORT EFFET DE L'ENVIRONNEMENT SUR LA RESISTANCE A LA PROPAGATION EST MIS EN EVIDENCE. LA VAPEUR D'EAU EST IDENTIFIEE COMME ESPECE ACTIVE A TEMPERATURE AMBIANTE ET SEMBLE EGALEMENT ETRE UN FACTEUR DETERMINANT A HAUTE TEMPERATURE.

Microstructure et modélisation du comportement en fatigue uniaxiale et multiaxiale d'un alliage de titane biphase

Author : Xavier Feaugas
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ISBN 13 :
Total Pages : pages
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Book Synopsis Microstructure et modélisation du comportement en fatigue uniaxiale et multiaxiale d'un alliage de titane biphase by : Xavier Feaugas

Download or read book Microstructure et modélisation du comportement en fatigue uniaxiale et multiaxiale d'un alliage de titane biphase written by Xavier Feaugas and published by . This book was released on 1994 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le propos de ce travail est de contribuer a la compréhension du comportement mécanique d'un alliage de titane biphase (ti-6246 forge b) en fatigue oligocyclique sous chargements proportionnels et non proportionnels dans une gamme de températures comprises entre 300 k et 773 k. En associant les notions de contrainte interne et de contrainte effective à une étude statistique du comportement des dislocations en microscopie électronique a transmission (met), la plupart des phénomènes observes en fatigue uniaxiale et biaxiale a pu être expliquée. Parmi les résultats les plus significatifs on retiendra particulièrement les faits suivants: la plasticité est essentiellement confinée dans la phase ; le cisaillement de la phase TI#3AL est à l'origine de la localisation de la déformation dans des bandes de glissement prismatique (T 500 K) ; la délocalisation du glissement est corrélée a l'activation du glissement dévié ; l'adoucissement des contraintes internes (T 500 K) résulte de la multiplication du nombre de bandes de glissement en fonction de la déformation plastique cumulée ; l'adoucissement des contraintes effectives (T 500 K) est associé au cisaillement de la phase TI#3AL, mais aussi à l'activation du glissement dévié (annihilation des dislocations vis de type A) ; et enfin le surecrouissage (et A 300 K et P/2 = 0,7%, TTQ pour T 650 K) résulte d'une activité particulière du glissement C+A. Afin de prendre en compte les différents niveaux d'hétérogénéité de la microstructure lors de l'étude du comportement de l'alliage nous avons développé une approche micromécanique. Celle-ci, nourrie des différentes observations a l'échelle microstructurale (met) et a l'échelle macroscopique (sollicitations cycliques uniaxiales et biaxiales) nous a permis, en particulier, de cerner le rôle de la redistribution des contraintes internes sur l'adoucissement cyclique.

Fiabilité en Fatigue

Author : Rabï Ben Sghaier
Publisher : Omn.Univ.Europ.
ISBN 13 : 9786131558511
Total Pages : 196 pages
Book Rating : 4.5/5 (585 download)

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Book Synopsis Fiabilité en Fatigue by : Rabï Ben Sghaier

Download or read book Fiabilité en Fatigue written by Rabï Ben Sghaier and published by Omn.Univ.Europ.. This book was released on 2013 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un modèle probabiliste pour la prévision du comportement en fatigue polycyclique des composants mécaniques soumis à des sollicitations multiaxiales est développé selon une approche probabiliste. Cette approche de prévision se base sur la détermination de la fiabilité de fatigue qui représente la probabilité de sécurité de la structure sollicitée. Le calcul de la fiabilité est effectué en utilisant la méthode d'approximation de premier ordre (FORM) et la méthode de simulation numérique de Monte Carlo. Le critère de fatigue multiaxiale de Crossland est utilisé avec prise en compte dans une première étape des dispersions des paramètres de fatigue du matériau et des dispersions dues aux sollicitations appliquées. Cette approche peut être toutefois considérée comme une méthode utile pour les études de conception. Elle garantit un niveau de confiance supplémentaire pour la prévision du comportement en fatigue des pièces grenaillées et des joints soudés grenaillés, et permet d'éviter également, l'usage des coefficients de sécurité souvent mal maîtrisés.

Influence des paramètres microstructuraux sur le comportement mécanique d'alliages d'aluminium 6005A et de leurs assemblages soudés

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Author : Guillaume Wante
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ISBN 13 :
Total Pages : 201 pages
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Book Synopsis Influence des paramètres microstructuraux sur le comportement mécanique d'alliages d'aluminium 6005A et de leurs assemblages soudés by : Guillaume Wante

Download or read book Influence des paramètres microstructuraux sur le comportement mécanique d'alliages d'aluminium 6005A et de leurs assemblages soudés written by Guillaume Wante and published by . This book was released on 1999 with total page 201 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les alliages d'aluminium 6005A sont largement employés dans l'industrie du transport pour alléger les constructions mécano-soudées. Néanmoins, des problèmes de fissuration à la fatigue peuvent survenir sur certains assemblages soudés ou sur certains alliages suivant la microstructure qu'ils présentent. Cette étude cherche donc à établir l'influence des paramètres métallurgiques sur le comportement mécanique d'alliages d'aluminium 6005A et de leurs assemblages soudés. Les microstructures des alliages étudiés différent par la densité et la taille des phases dispersées et par l'état de recristallisation. D'après les essais mécaniques effectues, la densité de phases dispersées est le principal paramètre métallurgique agissant sur la ductilité et la vitesse de propagation des fissures de fatigue. Il apparaît que les phases dispersées homogénéisent la déformation de l'alliage et augmentent par conséquent la ductilité et la durée de vie en fatigue. De plus, une structure recristallisée avant trempe augmente la durée d'amorçage des fissures de fatigue. Des grains recristallisés grossiers (quelques millimètres) et orientés accentuent cette augmentation. Un modèle base sur la théorie des dislocations et la mécanique de la rupture a été établi pour prévoir les durées de vie en fatigue. L'influence de ces facteurs métallurgiques se retrouve lors des essais de fatigue sur les assemblages soudes non arasés. Par ailleurs, les résultats en fatigue ont montré que la concentration de contrainte engendrée par le pied du cordon de soudure provoque une propagation instantanée de la fissure et diminue la durée de vie. Lorsque les cordons sont arasés, les facteurs métallurgiques étudiés n'influencent plus la tenue en fatigue car la fissure se propage au niveau de la zone de fusion. La nucléation des fissures est encore immédiate, cependant les sites d'amorçage semblent être, dans ce cas, des fissures de liquéfaction présentes dans les assemblages.

Développement d'une modélisation à l'échelle cristalline d'un alliage de titane pour la simulation de l'usinage

Author : Houssemeddine Ben Boubaker
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Book Synopsis Développement d'une modélisation à l'échelle cristalline d'un alliage de titane pour la simulation de l'usinage by : Houssemeddine Ben Boubaker

Download or read book Développement d'une modélisation à l'échelle cristalline d'un alliage de titane pour la simulation de l'usinage written by Houssemeddine Ben Boubaker and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les alliages de titane, notamment grâce à leur faible densité et leurs bonnes propriétés mécaniques, ont vu leur utilisation s'accroître ces dernières années. Cependant, du fait que ces matériaux sont réfractaires, leur mise en forme par usinage à sec est souvent difficile. Toutefois, il est difficile de comprendre les mécanismes induisant la mauvaise usinabilité des alliages de titane en se basant seulement sur des essais expérimentaux. Le recours à la modélisation numérique est une alternative efficace qui permet d'accéder à des grandeurs physiques locales et instantanées et de faciliter la compréhension des mécanismes de formation du copeau. La plupart des simulations numériques d'usinage s'appuient sur une modélisation où le matériau est considéré comme macroscopiquement homogène. Ces simulations permettent d'avoir une estimation globale des phénomènes mécaniques, thermiques et tribologiques engendrés par la coupe. Cependant, lorsque la taille des grains devient comparable par rapport au volume coupé, l'hypothèse d'homogénéité n'est plus valable. Le principal objectif de cette étude est la mise en place d'un modèle de comportement adapté à la modélisation de l'usinage de l'alliage de titane Ti17. À cause de son importante taille des grains, la prise en compte des hétérogénéités microstructurales constitue un élément essentiel de la démarche de modélisation qui s'appuie très largement sur le cadre de la plasticité cristalline. Une loi d'homogénéisation écrite à l'échelle locale permet de considérer la nature hétérogène du Ti17. Ainsi, une procédure d'identification des paramètres basée sur les courbes de comportement en traction, en compression et cisaillement est proposée. Si l'objectif de ce travail est la construction d'un modèle de comportement à l'échelle cristalline, il est néanmoins nécessaire de caractériser le comportement de l'alliage de titane Ti17. Il s'agit d'abord de caractériser le comportement viscoplastique de l'alliage Ti17 puis d'étudier les phénomènes d'endommagement. Finalement, le modèle est principalement utilisé afin de prévoir le rôle des paramètres de coupe et de la microstructure sur les mécanismes de formation du copeau.

ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD DES ALLIAGES INTERMETALLIQUES A BASE DE TIAL

Author : PHILIPPE.. BELAYGUE
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Book Synopsis ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD DES ALLIAGES INTERMETALLIQUES A BASE DE TIAL by : PHILIPPE.. BELAYGUE

Download or read book ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD DES ALLIAGES INTERMETALLIQUES A BASE DE TIAL written by PHILIPPE.. BELAYGUE and published by . This book was released on 1999 with total page 54 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE BUT DE CETTE ETUDE EST D'ETUDIER LE COMPORTEMENT MECANIQUE A CHAUD ET LES EVOLUTIONS STRUCTURALES D'UN ALLIAGE BIPHASE LAMELLAIRE A BASE DE TIAL (GE). LES TESTS REALISES SONT DES ESSAIS DE COMPRESSION A VITESSE IMPOSEE ET DES ESSAIS DE FLUAGE. LES PRINCIPAUX RESULTATS SONT LES SUIVANTS : L'ETUDE DE LA STRUCTURE LAMELLAIRE AVANT DEFORMATION NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE QUE LA SEQUENCE D'EMPILEMENT DES LAMELLES N'EST PAS ALEATOIRE. APRES FLUAGE OU SIMPLE EXPOSITION EN TEMPERATURE, L'ALLIAGE GE SUBIT DES EVOLUTIONS STRUCTURALES TELLES QUE L'APPARITION DE PHASES DE LAVES TIALCR ET DE PEROVSKITES TI3AL (C, N). L'ETUDE DES ESSAIS A VITESSE IMPOSEE NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE L'EXISTENCE ET LA POSITION DE L'ANOMALIE DE LIMITE ELASTIQUE DEPENDENT DE LA DEFORMATION A LAQUELLE EST MESUREE LA LIMITE ELASTIQUE. L'ETUDE DES ESSAIS DE FLUAGE NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LA DEFORMATION EST DOMINEE PAR L'ACTIVITE DES DISLOCATIONS ORDINAIRES ENTRE 600\C ET 900\C. DES CARTES DONNANT LES VITESSES DE FLUAGE EN FONCTION DE LA CONTRAINTE ET DE LA TEMPERATURE APPLIQUEE ONT ETE ETABLIES POUR DIFFERENTES MICROSTRUCTURES. LE STADE TERTIAIRE EST INITIE PAR L'APPARITION DE CAVITES ET LA RECRISTALLISATION DYNAMIQUE N'EST QUE TARDIVE ET LOCALE. NOUS AVONS EGALEMENT PU METTRE EN EVIDENCE QUE SEULS LES GRAINS LAMELLAIRES FAVORABLEMENT ORIENTES PAR RAPPORT A LA CONTRAINTE (VERS 45\) SE DEFORMENT EN FLUAGE DE MANIERE SIGNIFICATIVE. CETTE DEFORMATION PEUT ETRE SCHEMATIQUEMENT DECRITE COMME UN GLISSEMENT DES LAMELLES LES UNES SUR LES AUTRES. ELLE SE PRODUIT PAR MACLAGE SUR CERTAINES INTERFACES INITIALES DE LA STRUCTURE LAMELLAIRE (MACLES VRAIES) ET PAR TRANSFORMATION DE PHASE 2 LORS DU STADE PRIMAIRE.

Etude de l'effet des hétérogénéités microstructurales sur la dispersion de la tenue en fatigue à grand nombre de cycles d'alliages d'aluminium de fonderie

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Author : Driss El khoukhi
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Book Synopsis Etude de l'effet des hétérogénéités microstructurales sur la dispersion de la tenue en fatigue à grand nombre de cycles d'alliages d'aluminium de fonderie by : Driss El khoukhi

Download or read book Etude de l'effet des hétérogénéités microstructurales sur la dispersion de la tenue en fatigue à 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.

Analyse Multi-échelle de la Fatigue Des Alliages À Mémoire de Forme

Author : Lin Zheng
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Book Synopsis Analyse Multi-échelle de la Fatigue Des Alliages À Mémoire de Forme by : Lin Zheng

Download or read book Analyse Multi-échelle de la Fatigue Des Alliages À Mémoire de Forme written by Lin Zheng and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Shape Memory Alloy (SMA) is a typical smart material having many applications from aerospace industry, mechanical and civil engineering, to biomedical devices, where the material's fatigue is a big concern. One of the challenging issues in studying the fatigue behaviors of SMA polycrystals is the interaction between the material damage and the martensitic phase transformation which takes place in a macroscopic homogeneous mode or a heterogeneous mode (forming macroscopic patterns (Lüders-like bands) due to the localized deformations and localized heating/cooling). Such pattern formation and evolution imply the governing physical mechanisms in the material system such as the fatigue process, but there is still no fatigue study of SMAs by tracing the macro-band patterns and the local material responses. To bridge this gap, systematic tensile fatigue experiments are conducted on pseudoelastic NiTi polycrystalline strips by in-situ optical observation on the band-pattern evolutions and by tracing the deformation history of the cyclic phase transformation zones where fatigue failure occurs. These experimental results help to better understand the stress- and frequency-dependent fatigue behaviors. Particularly, it is found that the local residual strain rather than the structural nominal/global residual strain is a good indicator on the material's damage leading to the fatigue failure, which is important for understanding and modeling the fatigue process in SMAs.

Simulation multi-échelles du comportement mécanique des carbures et des interfaces carbure-métal à partir des premiers principes

Author : Elric Barbé
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.:/5 (114 download)

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Book Synopsis Simulation multi-échelles du comportement mécanique des carbures et des interfaces carbure-métal à partir des premiers principes by : Elric Barbé

Download or read book Simulation multi-échelles du comportement mécanique des carbures et des interfaces carbure-métal à partir des premiers principes written by Elric Barbé and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les aciers ferritiques et austénitiques ainsi que les alliages à base nickel contiennent généralement des carbures. Ces carbures présentent des ruptures interfaciales ou intra-précipité. L'objectif de cette thèse est de prédire les ruptures des interfaces et des carbures à partir de simulations et de modèles atomistiques. Les paramètres de fracture calculés permettront d'alimenter des simulations par éléments finis avec des zones cohésives. Les courbes de décohésion sont obtenues en utilisant le modèle UBER (Universal Bonding Energy Relation) qui utilise des paramètres caractéristiques de l'interface, du carbure ou du métal comme l'épaisseur du volume affectant la rupture, son module d'Young ou l'énergie de Griffith. Pour valider ce modèle, des simulations d'essais de traction menées jusqu'à rupture sont effectuées par DFT (Density Functional Theory). Différents carbures (Fe3C, Cr23C6 et TiC) sont étudiés durant cette thèse en faisant varier les atomes, la structure cristallographique et l'ordre magnétique de la matrice métallique. Nous prédisons qu'en fonction de la nature du carbure, la fracture se localise soit à l'interface (Cr23C6) soit à l'intérieur du carbure (Fe3C). Ces prédictions de rupture sont en accord avec les observations expérimentales. Finalement des calculs par éléments finis sont effectués. Dans le cas du carbure Cr23C6, les calculs par éléments finis cristallins et l'utilisation des paramètres calculés par DFT prédisent une rupture de l'interface. Dans le cas du carbure de titane, la rupture prédite en couplant les deux approches peut être intra-précipité ou interfaciale.

Étude Expérimentale Et Modélisation Multi-échelle Du Comportement de Poudres Métalliques Mécaniquement Activées

Author : Adrien Fourmont
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.:/5 (138 download)

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Book Synopsis Étude Expérimentale Et Modélisation Multi-échelle Du Comportement de Poudres Métalliques Mécaniquement Activées by : Adrien Fourmont

Download or read book Étude Expérimentale Et Modélisation Multi-échelle Du Comportement de Poudres Métalliques Mécaniquement Activées written by Adrien Fourmont and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Generally, metal alloys consist of a main element associated with other elements present in smaller quantities such as iron, nickel, aluminum or copper alloys. The precise composition of an alloy is adjusted according to the required performance: high temperature behavior, corrosion resistance, mechanical properties, durability ... In 2004, a Taiwanese scientist, JW Yeh, had the idea of making an alloy base of several elements, at least 5, whose composition in the alloy varies between 5% and 30% at. Yeh invented the high entropy alloy (HEA). Mixed on a microscopic scale, the metals form a remarkably stable solid solution. The explanation is thermodynamic. An alloy is all the more stable as the mixing Gibbs free energy is low. Unlike traditional alloys, in an HEA, it is the entropy term of Gibbs energy that prevails over the enthalpic term. This discovery revolutionizes the design of metallic materials and opens up impressive perspectives for innovation. The study of Alloys with High Entropy (HEAs) is one of the most dynamic fields of research in materials science. One of the main challenges is understanding the relationship between development method / microstructure / properties. Most HEAs are produced by arc fusion, via a liquid phase to obtain the mixture. In the present work, we propose to study another innovative method based on powder metallurgy. The elaboration of HEAs has been carried out by a solid-state process, combining mechanical activation and SPS (Spark Plasma Sintering). Mechanical activation is a crucial first step that takes place during the high energy milling of the elementary powders. During this step, the chemical mixing and the lattice defects of the different powders increase. In practice, the subsequent reactivity of the powders is improved. This particular reactivity results in a homogeneous material after sintering. In order to have a better understanding of the progress and of the role of this mechanical activation, a molecular dynamics study in the simplified framework of binary systems was carried out. We studied simple HEAs composed of Al, Co, Cr, Fe and Ni in order to evaluate the influence of the elaboration process on the final material. The products were experimentally characterized by different techniques: X-ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy, Atomic Tomographic Probe... In parallel, fundamental studies on the influence of the process on the AHEs were carried out by multi-scale/multi-physics modelling, including computational thermodynamics (Calphad method) and molecular dynamics simulations. The aim was to determine the microstructural properties as a function of the process parameters, as the nanostructures (dendrites, nanotwins, precipitates) play a decisive role in the outstanding properties of HEAs.

Impact des caractéristiques microstructurales des pièces forgées sur leur tenue en fatigue à grand nombre de cycles

Author : Marc Milesi
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 224 pages
Book Rating : 4.:/5 (818 download)

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Book Synopsis Impact des caractéristiques microstructurales des pièces forgées sur leur tenue en fatigue à grand nombre de cycles by : Marc Milesi

Download or read book Impact des caractéristiques microstructurales des pièces forgées sur leur tenue en fatigue à 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

Etude expérimentale et modélisation numérique du comportement mécanique de monocristaux de superalliages

Author : Laurent Espie
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 217 pages
Book Rating : 4.:/5 (116 download)

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Book Synopsis Etude expérimentale et modélisation numérique du comportement mécanique de monocristaux de superalliages by : Laurent Espie

Download or read book Etude expérimentale et modélisation numérique du comportement mécanique de monocristaux de superalliages written by Laurent Espie and published by . This book was released on 1996 with total page 217 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail s’est attaché à caractériser expérimentalement et par des calculs par éléments finis les comportements mécaniques de monocristaux de superalliages avant d’effectuer une modélisation qui tienne compte des évolutions microstructurales du matériau en fonctionnement. Nous avons voulu quantifier l’influence du caractère biphasé g/g’ sur les propriétés microscopiques de ces alliages. Pour cela, différents traitements thermomécaniques assurant la transformation des g’ cuboidaux en différentes morphologies coalescées ont été effectués sur un alliage contenant 68% de phase g’. Ces structures dites en « radeau » ont été ensuite soumises à des essais mécaniques variés, mettant en évidence d’une part l’influence de l’orientation, d’autre part la forte baisse des propriétés mécaniques suite à la coalescence. L’évolution de la distance entre deux précipités (étude TEM) s’est avérée être le paramètre pertinent permettant de comprendre les importantes modifications des propriétés mécaniques.Des calculs par la méthode des éléments finis ont été réalisés. Ils ont confirmé la localisation des contraintes dans certaines zones autour des précités. Les valeurs détenues sont très proches de celles obtenues par une modélisation de type élément de volume qu a été développé en parallèle. Une écriture biphasée du comportement a été utilisée avec la prise en compte d’une taille caractéristique à l’échelle du précité. Cette modélisation permet d’offrir une bonne description du comportement mécanique de l’alliage à tous les stades de son évolution microstructurale.