Cinétiques d'endommagementà différentes échelles d'un acier austénitique inoxydable en fatigue à amplitude constante et variable PDF Download
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Book Description
Cette étude porte sur la caractérisation des processus d'endommagement en fatigue plastique d'un acier inoxydable austénitique. L'objectif est de préciser la nature et la part respective des différents stades d'endommagement dans la durée de vie du matériau. Des essais de fatigue oligocyclique, interrompus, ont été mis en place afin de suivre l'évolution de l'endommagement et d'en proposer une description. A chaque arrêt, des observations en surface, pour les différentes amplitudes de déformations totales imposées ont été réalisées. Ces observations ont été complétées par un suivi par émission acoustique. Les essais de fatigue sous chargement à amplitude constante mettent en évidence trois stades d'endommagement. Une modélisation a été proposée puis confrontée aux résultats obtenus en fatigue sous chargement à amplitude variable
Book Description
Cette étude porte sur la caractérisation des processus d'endommagement en fatigue plastique d'un acier inoxydable austénitique. L'objectif est de préciser la nature et la part respective des différents stades d'endommagement dans la durée de vie du matériau. Des essais de fatigue oligocyclique, interrompus, ont été mis en place afin de suivre l'évolution de l'endommagement et d'en proposer une description. A chaque arrêt, des observations en surface, pour les différentes amplitudes de déformations totales imposées ont été réalisées. Ces observations ont été complétées par un suivi par émission acoustique. Les essais de fatigue sous chargement à amplitude constante mettent en évidence trois stades d'endommagement. Une modélisation a été proposée puis confrontée aux résultats obtenus en fatigue sous chargement à amplitude variable
Author: Laurent de Baglion Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 306
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La prise en compte des effets du milieu eau primaire REP (Réacteur à Eau Pressurisée), sur la durée en vie en fatigue des composants de réacteurs, est aujourd'hui exigée par certaines autorités de sûreté pour la conception ou la prolongation des licences d'exploitation des centrales nucléaires. Ainsi, ce travail a eu pour objectif la compréhension des cinétiques et des mécanismes d'endommagement en fatigue oligocyclique de l'acier inoxydable austénitique 304L. Différents paramètres d'essai (température, vitesse et amplitude de déformation) ont été testés dans l'air ainsi qu'en milieu primaire. Par le biais d'essais ciblés, conduits sous vide, l'influence intrinsèque de ces paramètres et des environnements air et eau REP sur le comportement en fatigue ont été étudiés. Il ressort de cette étude que l'air est un milieu actif qui entraîne par rapport au vide une chute de la durée de vie en fatigue de l'acier 304L, notamment à 300°C et faible amplitude de déformation. Le milieu eau REP est encore plus actif et entraîne par rapport à l'air une accélération des cinétiques d'endommagement, indépendante de l'amplitude de sollicitation dans le domaine élasto-plastique, sans modifications de la nature des sites d'amorçage ou des modes de propagation des fissures. De plus, la chute de durée de vie en milieu primaire est essentiellement attribuée à l'accélération des phases d'amorçage et de micropropagation (croissance des fissures courtes) plus qu'à l'augmentation des vitesses de propagation des fissures longues. Enfin, l'influence néfaste d'une diminution de la vitesse de déformation sur la durée de vie en milieu eau REP a également été constatée dans l'air et même sous vide.
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NOUS AVONS ETUDIE LE COMPORTEMENT INTRINSEQUE EN FATIGUE PLASTIQUE DE L'ACIER INOXYDABLE 316L, SOUS VIDE, ENTRE 20 ET 600C. AUX TEMPERATURES INTERMEDIAIRES (200 A 500C), LE MATERIAU PRESENTE UN GLISSEMENT PLUS PLANAIRE QU'A 20 ET 600C, DU AU VIEILLISSEMENT DYNAMIQUE ET QUI CONDUIT A: UN DURCISSEMENT CYCLIQUE SECONDAIRE ASSOCIE A LA FORMATION DE LA STRUCTURE DE DISLOCATIONS EN COTES DE VELOURS, CARACTERISEE PAR UNE REPARTITION HOMOGENE DE LA DEFORMATION PLASTIQUE; UNE AUGMENTATION DE LA DUREE DE VIE, ASSOCIEE A UNE AMELIORATION DE LA RESISTANCE A L'AMORCAGE ET A LA PROPAGATION DES FISSURES. LA DUREE DE VIE (MAXIMALE A 300C) DEPEND DE LA COMPETITION DE FACTEURS ANTAGONISTES (HOMOGENEITE, REVERSIBILITE, ET NIVEAU DE CONTRAINTE). NOUS AVONS UTILISE LES PROPRIETES DE LA STRUCTURE EN COTES DE VELOURS POUR ETUDIER LE ROLE DES DIFFERENTS FACTEURS MECANIQUES ET MICROSTRUCTURAUX DANS LES PROCESSUS D'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE A 20C, A FORTE ET A FAIBLE AMPLITUDE DE DEFORMATION PLASTIQUE
Author: Quoc Huy Vu Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 239
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Cette étude est dédiée à établir un outil de prédiction de durée de vie pour un métal polycristallin soumis à des chargements multiaxiaux complexes en fatigue à grand nombre de cycles. Afin d'appréhender les mécanismes de plasticité et d'endommagement à modéliser, une campagne d'expériences menées sur un acier type C35 est effectuée dans la première partie de l'étude. Les options de modélisation sont choisies en lien avec cette caractérisation précise des mécanismes. La modélisation s'intéresse à la prévision à la fois du domaine de l'endurance infinie et celui de la durée de vie limitée (105 – 107 cycles). Pour répondre au premier objectif, un critère de fatigue multiaxiale basé sur des invariants des contraintes est proposé. Malgré une formulation simple, les confrontations du critère avec une large base de données sont satisfaisantes. En ce qui concerne le deuxième objectif, afin de dépasser une description purement phénoménologique, un modèle d'endommagement à deux échelles (macro – méso) intègre le critère proposé et est construit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles permettant de traduire le plus fidèlement possible les mécanismes de dégradation à l'échelle mésoscopique ainsi que capter l'effet de déphasage et le cumul non linéaire du dommage. Au-delà des chargements à amplitude constante, le caractère incrémental du modèle ouvre la perspective du traitement des chargements à amplitude variable.
Author: Eric Beaumont Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 151
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La conception parasismique moderne est toujours en évolution afin de trouver des solutions pour améliorer la performance des structures, pendant des évènements tels que les séismes, tout en demeurant une option économique. Les diagonales ductiles confinées (DDC) sont devenus un choix intéressant comme système de résistance aux charges sismiques, en combinant la grande rigidité latérale des cadres à treillis concentriques avec une très bonne capacité de dissipation d'énergie. Toutefois, ce système est enclin à de grandes flèches latérales permanentes, causées par une faible rigidité suivant la plastification de la diagonale, ce qui pourrait probablement être résolu par l'utilisation d'un matériau possédant une bonne capacité d'écrouissage comme matériau pour le noyau ductile de la DDC. Dans cette étude, des éprouvettes machinées à partir de plaques d'acier inoxydable austénitique 304L et d'acier au carbone 350WT ont été testées sous des chargements de traction ainsi que des chargements cycliques à amplitude de déformation constante et à amplitude de déformation variable, dans le but de caractériser et de déterminer la faisabilité pour l'introduction de l'acier inoxydable 304L comme matériau de noyau ductile pour les DDC. Les résultats des essais de traction ont démontré que l'acier 304L présente un écrouissage et une ductilité plus importante que l'acier au carbone. De plus, une relation décrivant le comportement en contrainte-déformation vraie a été calée basée sur l'analyse d'image. Les résultats des essais cycliques à amplitude constante ont démontré que l'acier inoxydable 304L présente un plus grand durcissement cyclique que l'acier au carbone avec des contraintes maximales cycliques atteignant jusqu'à près de 3 fois la valeur de la limite élastique. En contrepartie, l'acier au carbone a démontré une meilleure durée de vie en fatigue oligocyclique que l'acier inoxydable. Les résultats des essais cycliques à amplitude variable ont, quant à eux, été utilisés pour caler un modèle d'écrouissage mixte représentant chacun des matériaux afin d'effectuer une simulation numérique d'un test de qualification pour DDC en utilisant le logiciel Abaqus.
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Cette étude s’est attachée à estimer les répercussions d’un cyclage dans le domaine oligocyclique sur la limite de fatigue d’un acier inoxydable austénitique 304L. Les effets d’un écrouissage et d’une rugosité sévère (meulage) ont été examinés. La première étape de ce travail a consisté à caractériser le dommage en surface induit par différents pré-cylages. Elle a permis d’identifier les mécanismes et la cinétique de l’endommagement de l’acier inoxydable 304L dans le domaine de la fatigue oligocyclique en fonction de l’état de surface. Les échantillons pré-cyclés ont ensuite été sollicités en endurance afin d’établir les limites de fatigue associées à chacun des pré-endommagements. Les résultats indiquent que, tant que des fissures ne se sont pas amorcées à la surface des échantillons, le pré-cyclage a peu d’influence sur la limite d’endurance du 304L. Dans le cas du matériau poli, un certain nombre de cycles de pré-endommagement est nécessaire pour amorcer des fissures et affecter la limite de fatigue alors que, dans le cas du matériau meulé, un nombre de cycles bien moindre conduit à l’amorçage de fissures et suffit ainsi à faire chuter la limite d’endurance de manière importante. La limite de fatigue du matériau présentant des fissures en surface peut être estimée à l’aide du seuil de propagation. D’autre part, cet effet néfaste d’un état de surface sévère est accentué lorsqu’une contrainte moyenne est imposée.
Author: Organisation for Economic Co-operation and Development. Expert Group on the Fracture by Fatigue of Steels Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 321
Author: Huiji Shi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 300
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Les essais de fatigue thermomécanique, sous amplitudes de déformation totale imposée, ont été effectués sur un acier inoxydable 316L. A l'aide d'un micro-ordinateur, on réalise la superposition des cycles mécaniques et thermiques, hors phase et en phase. La variation de température est contrôlée sur deux intervalles, 250c-500c et 250c-650c, avec la même forme de cycle mécanique. La vitesse de déformation est 0,0001/s et les amplitudes de déformation imposée sont comprises entre 1,0% et 2.4%. Une simulation de la réponse contrainte-déformation en fatigue thermomécanique au cycle stabilisé a été réalisée à partir de la loi de comportement à écrouissage cinématique à différentes températures et avec les données issues de la fatigue isotherme. Dans cette simulation la fonction de cycle thermique est considérée comme une variable interne. La boucle d'hystéresis calculée par cette méthode s'accorde bien avec celle obtenue experimentalement. D'après l'obtention de la simulation, un modèle d'endommagement associé à la densité d'énergie dissipée équivalente est établi pour prédire la durée de vie du matériau en fatigue thermomécanique. L'endommagement par cycle est apporté au cycle stabilisé et le cumul d'endommagement est considéré linéaire. L'influence de la variation de température est introduite par le biais du facteur d'endommagement de température. La prévision de la durée de vie en fatigue thermomécanique en phase et hors phase sur l'acier 316L avec notre méthode donne des résultats satisfaisants et proches des données expérimentales
Author: Jean-Christophe Le Roux Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 250
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Les aciers austéno-ferritiques moulés sont utilisés pour la fabrication de certains composants du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée. Leur utilisation aux températures de service entraine leur fragilisation en raidon de l'apparition d'une phase durcissante dans la ferrite par transformation spinodale. Certaines conditions réelles de fonctionnement sont telles que les aciers en cause sont soumis à des chargements cylindriques. Par conséquent un des citères retenus pour la tenue en service des composants est la résistance à la fatigue. Ce travail s'incrit dans ce cadre. Il a été montré que malgré la macrostructure particulière de ces aciers, le comportement des aciers austéno-ferritiques vieillis sous chargement cylindriques est classique. En effet l'endurance du matériau en fatigue oligocyclique suit une loi de Manson-Coffin. Le durcissement initial est suivi d'un adoucissement attribué en partie à la destruction partielle de compositions. De plus la vitesse de fissuration par la fatigue suit une loi de Paris. L'étude des mécanismes d'endommagement des aciers austéno-ferritiques a montré que l'ammorçage des fissures a lieu préferenctiellement aux abord des retassures de taille millimétrique. La propagation des fissures continue. Elle correspond à des rupture successives d'éléments composés par un îlot de ferrite et un îlot d'austénite (en premier lieu la ferrite se rompt par clivage comme en chargement monotone puis l'austénite se rompt par fatigue).
Author: Ammar Ould Amer
Author: Ammar Ould Amer
Author: Laurent de Baglion
Author: Anne Le Pécheur
Author: Régis Alain
Author: Quoc Huy Vu
Author: Eric Beaumont
Author: Yoann Lehericy
Author: Organisation for Economic Co-operation and Development. Expert Group on the Fracture by Fatigue of Steels
Author: Huiji Shi
Author: Jean-Christophe Le Roux