Comportement et endommagement sous sollicitations monotones et cycliques d'un composite Al/SiCp de fonderie PDF Download

Author: Charles Fouret
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 17

View

Book Description
Le but de cette etude est d'observer les mecanismes d'endommagement rencontres dans un composite a matrice metallique (cmm) al/sic p de fonderie, sous sollicitations monotones et cycliques, et de modeliser son comportement. Une etude bibliographique a realise une synthese des principaux travaux publies ces dernieres annees sur les cmm. Une etude experimentale a ete menee sur un cmm de fonderie, de matrice d'alliage d'aluminium, renforcee de 10% en volume de particules sic. Cette etude, realisee in-situ dans un microscope electronique a balayage, a mis en evidence les mecanismes d'endommagement du cmm, en traction monotone et sous sollicitations cycliques de traction-compression. Les essais monotones ont montre que l'endommagement en surface se manifestait par rupture de precipites, et par des decohesions entre precipites, particules et dendrites. Sous sollicitations cycliques, les mecanismes de propagation de fissure ont pu etre observes dans le domaine de la fatigue oligocyclique. Deux etapes ont pu etre distinguees. A faible niveau de contrainte en pointe de fissure, la propagation s'effectue dans l'eutectique, sans rupture de particules. A haut niveau de contrainte, la fissure peut egalement se propager par rupture de particules ou de dendrites. Le comportement mecanique du cmm a ete modelise par elements finis, sur un volume elementaire representatif (ver) compose de deux phases, matrice et particules ; la matrice est supposee avoir le meme comportement que l'alliage non renforce. Sous sollicitations tant monotones que cycliques, l'etude numerique a montre que le comportement mecanique du cmm ne pouvait pas etre modelise correctement par l'utilisation de ce ver.

Author: Pierre Hottebart
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :

View

Book Description
L'apparition recente des composites a matrice metallique alsic de fonderie a renforts discontinus ouvre de nouvelles perspectives, notamment pour l'industrie automobile. Le but de cette etude est la determination du comportement sous sollicitations cycliques ainsi que des mecanismes physiques d'endommagement et d'amorcage de fissures par fatigue, a temperature ambiante, d'un tel materiau. L'influence de l'etat de surface sur les proprietes mecaniques est egalement etudiee. Dans un premier temps, une etude bibliographique approfondie traite des aspects materiau et proprietes mecaniques des composites alsic a renforts discontinus. Dans un deuxieme temps, est plus particulierement etudie un composite a matrice aluminium renforce par 10 pour-cent de particules sic, compare a l'alliage non renforce. Une etude microstructurale permet de definir les conditions de traitement thermique t6 et met en evidence une microstructure resultante complexe. Des observations au microscope electronique a balayage montrent que l'endommagement en traction monotone consiste en la rupture de particules et en les decohesions a l'interface matrice/renfort. Le composite montre une grande sensibilite a l'etat de surface, et notamment a l'endommagement initial a l'etat usine. L'etude en fatigue oligocyclique du composite montre un durcissement cyclique plus important compare a celui de l'alliage non renforce. Le composite montre une resistance superieure dans le domaine de la fatigue endurance, mais moindre dans le domaine de la fatigue oligocyclique. A bas niveau de contrainte, l'endommagement du composite a lieu par decohesions matrice/renfort et par rupture et/ou decohesions precipites/matrice. A haut niveau de contrainte, la rupture des particules sic les plus grandes s'ajoute aux mecanismes intervenant a bas niveau. Les fissures se propagent de maniere privilegiee dans les espaces interdendritiques, ou se concentrent les particules sic et les nombreux precipites. A l'etat de surface brut de fonderie, les resistances a la fatigue du composite de l'alliage non renforce sont comparables, et nettement superieures a celles a l'etat de surface usiné-poli.

Author: EVELYNE.. GONIA
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 291

View

Book Description
LES COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE ONT DES PROPRIETES EN ABRASION INTERESSANTES MAIS LEUR ENDOMMAGEMENT RAPIDE LIMITE LEUR DEVELOPPEMENT. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST COMPRENDRE L'INFLUENCE DES PARTICULES CERAMIQUES INTRODUITES EN FAIBLE FRACTION (8% MAX). NOTRE CONTRIBUTION EST A LA FOIS EXPERIMENTALE (MECANISMES DE RENFORCEMENT ET D'ENDOMMAGEMENT) ET THEORIQUE (MODELE MICROMECANIQUE POUR CHARGEMENT COMPLEXE). LES COMPOSITES 6061/SICP SONT ELABORES PAR METALLURGIE DES POUDRES AVEC DIFFERENTES FORMES ET TAILLES (15 ET 50M) DE PARTICULES ET SUIVANT DIFFERENTES FILIERES DE DENSIFICATION ET DE MISE EN FORME. POUR CHAQUE MATERIAU, L'ELABORATION ET LA MICROSTRUCTURE SONT PRECISEES. VIENNENT ENSUITE LES ESSAIS MECANIQUES. NOUS COMPARONS LES REPONSES EN TRACTION DES COMPOSITES ET DE L'ALLIAGE. SUR LES MEILLEURS COMPOSITES, CETTE OPERATION EST REPETEE POUR UNE SOLLICITATION CYCLIQUE DE TRACTION/COMPRESSION. L'ENDOMMAGEMENT EST ANALYSE PAR DES PROPRIETES GLOBALES (MODULE DE YOUNG, DEFORMATION A RUPTURE, TENACITE) OU LOCALES (OBSERVATION POST MORTEM). NOS RESULTATS MONTRENT QUE LA QUALITE DU COMPOSITE DEPEND DE DEUX PARAMETRES : LA NATURE DE L'ENDOMMAGEMENT LIES AUX PARTICULES (DECOHESION OU RUPTURE) ET LA SENSIBILITE DE LA MATRICE A CE NOUVEAU PHENOMENE. NOUS ABORDONS ENSUITE LA MODELISATION EN PASSANT EN REVUE LES MODELES MICROMECANIQUES EXISTANTS. LES PLUS ADAPTES A NOTRE PROBLEME SONT MIS EN PLACE ET CONFRONTES A L'EXPERIENCE. AUCUN D'ENTRE EUX NE REUSSIT A DECRIRE CORRECTEMENT LA REPONSE CYCLIQUE DE NOS MATERIAUX. NOUS PROPOSONS DONC UN NOUVEAU MODELE POUR PALLIER CE MANQUE. LA LOI D'EVOLUTION PROPOSEE DEPEND D'UN SEUL PARAMETRE SCALAIRE H SUFFISANT POUR DONNER UNE BONNE DESCRIPTION DU COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE DES COMPOSITES. CE NOUVEAU MODELE OFFRE UN AUTRE AVANTAGE, IL DONNE ACCES AUX CHAMPS LOCAUX, CE QUE NE FAIT PAS UN MODELE PHENOMENOLOGIQUE CLASSIQUE. TOUTEFOIS, NOTRE ETUDE MONTRE LES LIMITES DE L'APPROCHE QUASI-AUTOCOHERENTE INITIALEMENT PREVUE POUR LA DETERMINATION DE H.

Author: Sui Tang
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 132

View

Book Description
Les composites à matrices d'alliages d'aluminium renforcées par des fibres de carbure de silicium possèdent des atouts intéressants mais aussi quelques faiblesses. Les études statiques de ces matériaux ont montré que l'augmentation de la résistance à la traction et du module d'Young sont appréciables par rapport au métal de base et que le mécanisme de rupture est gouverné par un processus de fissuration instable. Elles soulignent aussi que leur comportement mécanique est très lié au pourcentage de renfort et à la qualité de la matrice. On note également que les mécanismes de rupture de ces matériaux dans les sens long et transverse sont très différents. Le premier est gouverné par la matrice et le dernier par l'interface. La ténacité de ces composites est moins bonne que celle du métal de base. La limite d'endurance de ces matériaux est proche de celle de la matrice et elle peut augmenter après un polissage soigné. Les stries de fatigue habituellement observées sont absentes sur les faciès de rupture, ceci laisse supposer que le mécanisme de fissuration est un phénomène instable. En général, sous une sollicitation répétée, il se passe une fragilisation de l'interface au bout de la fibre. Enfin, ces composites sont très sensibles à l'état de surface, tant pour les propriétés monotones que cycliques.