Author: FAN.. ZHANG
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Languages : fr
Pages : 155

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ETUDE DE L'ALLIAGE AL-CU DURCI PAR PRECIPITATION ET SOLLICITE CYCLIQUEMENT EN TRACTION COMPRESSION A LA TEMPERATURE AMBIANTE

Author: Yun Xu
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Languages : fr
Pages : 191

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L'objectif de l'étude est de comprendre les mécanismes d'endommagement cyclique en fatigue-torsion. Les matériaux choisis dans cette étude ont été abondamment étudiés en fatigue uniaxiale, des comparaisons entre les résultats obtenus avec ces deux modes de sollicitation ont été effectués.Dans les aciers monophasés et , un nouveau de fissuration a été observé. La fissuration suivant l'axe de l'éprouvette a plutôt un effet bénéfique, et peut induire souvent une rupture très progressive. En ce qui concerne les mécanismes de propagation en volume, des observations du front des fissures ont été réalisées lors de cette étude, les résultats montrent que la coalescence en surface n'accélère pas l'endommagement.Dans l'acier duplex vieilli à 475°C pendant 200h, l'attention a été portée sur le rôle des phases individuelles dans l'endommagement. A faible niveau de déformation, la plupart de fissures sont amorcées dans les grains de la phase , et la fraction des fissures qui sont parties des grains de la phase augmente à mesure de l'augmentation de l'amplitude de déformation imposée. A la base de ces résultats, nous avons apporté une amélioration sur le modèle de barrière proposé par Jacques. STOLARZ.La fragilité de l'acier duplex vieilli induit une ‘instabilité' au niveau de la symétrie des contraintes maximales dans les deux sens de déformation. Une asymétrie évidente peut se produire dans certaines conditions, telles que l'arrêt temporaire, ou l'interruption et reprise du cyclage. D'après nos résultats, une contrainte moyenne non nulle peut améliorer la durée de vie en fatigue-torsion.

Author: Marie Jacquesson
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Languages : fr
Pages : 248

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Dans le cadre de la recherche de matériaux alliant légèreté et performances mécaniques élevées pour des applications aérospatiales, Aérospatiale a développé un procédé d'élaboration par fonderie à moindre coût permettant la réalisation de pièces renforcées localement ou entièrement par des matériaux composites à matrice métallique. Le travail de thèse a consisté en 1' étude des performances en fatigue oligocyclique des composites ainsi élaborés, à matrices d'alliages d'aluminium renforcées par des fibres continues d'alumine N610 (haute résistance et interface fibre-matrice forte) ou de carbone K139 (haut module et interface fibre-matrice faible). A noter que la préforme est quasi-unidirectionnelle, tissée avec 90% de fibres en sens long et 10% de fibres en sens travers. Cette étude a nécessité la mise au point d'une méthodologie expérimentale basée sur l'utilisation en parallèle d'essais mécaniques, d'observations microstructurales et de suivi par émission acoustique. Les matériaux sont dans un premier temps sollicités en statique. Les observations microfractographiques et microstructurales ainsi que l'étude de la réponse des matériaux en émission acoustique permettent de dégager les principaux mécanismes d'endommagement et leur chronologie d'apparition jusqu'à la rupture. Dans un deuxième temps, les matériaux sont sollicités en fatigue à f=10Hz avec un rapport de charge de 0,1. L'association des résultats d'essais mécaniques avec suivi extensométrique, des informations tirées des observations microstructurales sur les faciès de rupture et sur les coupes polies extraites d'éprouvettes dont l'essai a été interrompu, et des résultats issus du suivi par émission acoustique pendant l'essai mécanique, permet d'identifier trois classes de signaux acoustiques que l'on associe à trois modes d'endommagement: la déformation matricielle, les ruptures de fibres individuelles et les ruptures de fibres en cascade au sein d'un toron. Une chronologie détaillée de leur ordre d'apparition est établie jusqu'à la rupture des échantillons. Les résultats obtenus ouvrent la voie à une méthode de prévision de la rupture à partir des éléments précurseurs d'émission acoustique.

Author: Charles Fouret
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Languages : fr
Pages : 17

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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: Wafa El May
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Languages : fr
Pages : 0

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Un suivi des processus microstructuraux prenant place au cours de la fatigue oligocyclique de l'aluminium pur est assuré par la technique d'émission acoustique EA par ces deux types: émission continue et discrète. Cette technique est intéressante car elle permet de suivre l'évolution dynamique de la structure tout le long de l'essai. Les différents stades du comportement macroscopique du matériau au cours des sollicitations cycliques sont clairement différenciés par l'activité acoustique. Nous distinguons cinq stades : écrouissage primaire, adoucissement primaire, écrouissage secondaire, adoucissement secondaire et rupture. Les trois premiers stades mettent en jeu des phénomènes microstructuraux liés à la plasticité du matériau tandis que des phénomènes relatifs à l'endommagement (micro et macro-fissuration) dominent les derniers stades. L'EA continue résulte de l'effet cumulatif de nombreux mouvements de dislocations de faible amplitude et décorrélés entre eux. Cette plasticité continue diminue au cours du 1er stade mais copie l'évolution de la réponse macroscopique de l'échantillon au cours des stades suivants. Ce comportement est lié aux structures de dislocations établies à travers les différents stades de fatigue. En revanche, l'EA de type discret enregistrée lors des trois premiers stades est associée à un autre type de plasticité : la plasticité intermittente, se manifestant à travers des mouvements coopératifs de grande ampleur, les avalanches de dislocations. Ces avalanches de dislocations génèrent des signaux acoustiques de tailles variables, distribuées en loi de puissance. La plasticité intermittente est alors invariante d'échelle tandis que la plasticité continue met en jeu des mouvements ayant une taille caractéristique. Nous mettons ainsi en évidence pour la première fois la coexistence de ces deux types de plasticité dans un matériau cubique à faces centrées CFC, qui ne sont donc pas incompatibles. Au cours des deux derniers stades de fatigue, les signaux acoustiques enregistrés se catégorisent également en deux groupes: l'un est caractérisé par des invariances d'échelle, l'autre associé à une taille caractéristique. La première catégorie comprend des signaux acoustiques indépendants, apparaissant aléatoirement au cours des cycles. Ces signaux sont générés par des phénomènes de microfissuration au sein du volume de l'échantillon (nucléation, percolation...). Le second groupe, réunit des signaux acoustiques générés quasiment au même niveau de contrainte sur plusieurs cycles successifs et ayant une signature acoustique quasi identique. Nous nommons ces signaux multiplets en référence à la sismologie. Nous émettons l'hypothèse que de tels multiplets d'EA sont la signature de la propagation, cycle après cycle, d'une fissure de fatigue dont la trace peut être vu post-mortem avec les stries de fatigue sur une surface de fracture, ou encore la signature de frottements entre les aspérités présentes de part et d'autre des lèvres de fissures.

Author: BRIGITTE.. CHAPEY
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Languages : fr
Pages : 118

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LES PHENOMENES D'ABRASION CORROSION SONT DES PHENOMENES DE CORROSION LIES A CHACUN DES IMPACTS MECANIQUES PROVOQUES PAR LA PRESENCE DE PARTICULES ABRASIVES EN SUSPENSION DANS UN FLUIDE CORROSIF. CEPENDANT, DANS LA PLUPART DES CAS, L'ENDOMMAGEMENT TOTAL NE PEUT ETRE ESTIME SELON UNE LOI D'ADDITIVITE DES ENDOMMAGEMENTS LIES RESPECTIVEMENT A L'USURE MECANIQUE SEULE ET AUX PROCESSUS DE CORROSION SEULS. IL EST DONC NECESSAIRE DE MESURER LA PERTE DE MASSE MECANIQUE ET LA PERTE DE MASSE DUE A LA CORROSION LORS DU COUPLAGE ABRASION-CORROSION. NOUS AVONS MIS AU POINT UNE NOUVELLE METHODE DE MESURE DE L'ENDOMMAGEMENT MECANIQUE REPOSANT SUR L'EMISSION ACOUSTIQUE. UN CAPTEUR D'EMISSION ACOUSTIQUE (E.A.) A ETE COUPLE A DEUX DISPOSITIFS, LE PREMIER PERMETTANT DE REALISER DES IMPACTS ISOLES ET LE SECOND DES IMPACTS SUCCESSIFS. BIEN QUE LES CAPTEURS D'E.A. SOIENT SENSIBLES UNIQUEMENT AUX ONDES ELASTIQUES GENEREES DANS LA CIBLE LORS D'UN IMPACT, NOUS AVONS CEPENDANT PU ETABLIR UNE RELATION DE PROPORTIONNALITE ENTRE L'USURE MECANIQUE (ARRACHEMENT DE MATIERE) ENGENDREE PAR CES MEMES IMPACTS ET LA REPONSE ACOUSTIQUE. L'EMPLOI DE L'EMISSION ACOUSTIQUE ET LE TRAITEMENT DES SIGNAUX D'E.A. ONT PERMIS DE QUANTIFIER EN TEMPS REEL LE REGIME D'ABRASION. LES PRINCIPAUX RESULTATS DE CETTE ETUDE CONCERNENT: - LA MISE AU POINT EXPERIMENTALE DU COUPLAGE DE L'EMISSION ACOUSTIQUE A UNE CELLULE D'ESSAI DE CORROSION SOUS ABRASION; - PUIS SON EXPLOITATION AFIN D'ETUDIER AVEC PRECISION LA SYNERGIE ENTRE LES PHENOMENES D'ABRASION ET DE CORROSION. LA MISE AU POINT DE CE DISPOSITIF PERMET D'ATTEINDRE LES PARAMETRES FONDAMENTAUX QUE SONT LA FREQUENCE ET L'ENERGIE DES IMPACTS QUI AGISSENT A LA FOIS SUR L'ABRASION ET SUR LA CORROSION

Author: Jean-Pierre Bonnafé
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Languages : fr
Pages : 150

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La construction aéronautique et aérospatiale nécessite l'utilisation de matériaux alliant légèreté et hautes caractéristiques mécaniques, aussi bien en sollicitations statiques qu'en sollicitations dynamiques. Dans ce cas, l'étude de comportement en fatigue des matériaux utilisés devient très importante. Les alliages d'aluminium à haute résistance du type 2024 et 7075 répondent bien à ces critères et sont par conséquent employés dans la plupart des cas. De plus, ces alliages sont bien souvent grenaillés dans le but d'améliorer leur tenue à la fatigue. L'objet de cette recherche sera donc d'étudier simultanément les contraintes résiduelles (répartition et évolutions des macrocontraintes et des microdéformations) et la microstructure dans la peau d'éprouvettes en alliages d'aluminium, ceci afin de déterminer leurs influences respectives sur le nombre de cycles à l'amorçage. De cette recherche, on essaiera de dégager l'influence de la répartition des contraintes internes, du type de sollicitations, de la gamme de traitement de surface et par la suite, de faire intervenir un plus grand nombre de paramètres dans l'évaluation de la durée de vie résiduelle de pièces en service.

Author: Aurélien Buteri
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Languages : fr
Pages : 0

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L'automobile nécessite l'utilisation d'échangeurs thermiques permettant d'assurer au moteur des conditions de fonctionnement en température acceptables (autour de 90°C). La fiabilité de ces échangeurs ne peut être négligée car ils peuvent être à l'origine de complications mécaniques importantes en cas de dysfonctionnement. La maîtrise des divers modes d'endommagement des échangeurs thermiques liés aux conditions d'utilisation devient dès lors un enjeu incontestable pour les industriels en charge de leur production, tant du point de vue matériaux, que du comportement général de la structure en service (influence du procédé d'assemblage, design,...). Les échangeurs thermiques présentent aujourd'hui une sensibilité accrue aux sollicitations thermomécaniques cycliques induites en service, du fait, essentiellement, d'une constante diminution des épaisseurs des composants. Celle-ci est responsable d'une augmentation significative des contraintes internes pour des conditions en service identiques, pouvant avoir pour conséquence directe et irréversible la rupture d'un tube, témoin d'une incompatibilité matière/design/process. Deux configurations matières industrielles ont ici été étudiées. Il s'agit de structures tri-couches colaminées de type tube, constituées respectivement de deux et trois alliages d'aluminium distincts (4xxx/3xxx/4xxx ou 4xxx/3xxx/7xxx), pour une épaisseur totale de 270μm. Ces dernières ont été développées pour permettre l'utilisation du procédé de brasage comme procédé d'assemblage (alliage 4xxx). Toutefois, une telle architecture, combinée à un procédé thermique d'assemblage sévère (600°C), est responsable d'une modification profonde de la microstructure avec l'apparition de structures de solidification, responsables entre autres de nombreuses irrégularités de surface (appelées Gouttes de Placage Résiduelles - GPR) ainsi que d'importants gradients de propriétés mécaniques dans l'épaisseur. Ces travaux de recherche s'appuient sur une approche expérimentale et numérique développée pour étudier les mécanismes d'endommagement en fatigue relatifs à de telles structures fines hétérogènes. Associant diverses techniques expérimentales telles que la corrélation d'images numériques (2D-3D) ou la tomographie à rayons X (de laboratoire ou à l'ESRF), elle permet une analyse précise des mécanismes d'amorçage et de propagation des fissures de fatigue (sur éprouvette de fatigue classique ou de type échangeur thermique). Le rôle des différents placages dans chacune des phases de l'endommagement a ainsi été mis en évidence (4xxx : amorçage, 7xxx : propagation des fissures). Des simulations par la méthode des éléments finis nous ont permis de compléter ces observations en proposant une quantification précise de l'influence de l'état de surface (GPR) sur la tenue en fatigue des éprouvettes testées. Enfin, des essais de fatigue réalisés directement sur échangeurs thermiques ont permis de corroborer les résultats obtenus sur éprouvettes modèles.

Author: Vincent Carmona
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Languages : fr
Pages : 137

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Nos travaux s'intéressent à l'évolution de l'endommagement de matériaux composites. Cette évolution est mesurée à l'aide de deux techniques : l'émission acoustique et la tomographie aux rayons X. L'originalité de nos travaux réside dans le couplage de ces deux techniques et dans l'utilisation d'une procédure rapide d'acquisition d'images. La procédure d'acquisition rapide des images de tomographie permet la réalisation d'un essai de traction continu. La rapidité de l'acquisition permet aussi de multiplier le nombre d'états de déformation observés, ce qui améliore la description faite des différentes étapes de l'endommagement (amorçage, croissance et coalescence). La visualisation de l'endommagement facilite l'interprétation de l'émission acoustique enregistrée au cours d'un essai mécanique. Par rapport à des techniques classiques telles que la micrographie optique, la tomographie X peut apporter une observation tridimensionnelle et in-situ de l'endommagement. Au cours de nos travaux, nous avons confronté, notamment de manière quantitative, les mesures obtenues par chacune des techniques. Des corrélations ont ainsi pu être établies entre différents paramètres tels que l'activité acoustique et le nombre de sites d'endommagement, l'énergie de l'émission acoustique et l'aire de fissuration.

Author: LOUENDI. FATMI
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Languages : fr
Pages : 220

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DANS LE CADRE DE L'ETUDE APPROFONDIE DES MECANISMES DE RUPTURE ET D'ENDOMMAGEMENT DES MATERIAUX HETEROGENES DE TYPE BETON, NOUS AVONS MIS AU POINT UNE PROCEDURE DE REANALYSE LOCALE, PERMETTANT DE DECRIRE LE COMPORTEMENT ET L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT AU COURS DU CHARGEMENT D'UNE STRUCTURE. LE MODELE PROPOSE EST BASE D'UNE PART SUR UNE REPARTITION STATISTIQUE DES CRITERES DE RUPTURE ET SUR UN COMPORTEMENT LOCAL DE TYPE ELASTIQUE-FRAGILE. LE MODELE PREND EN COMPTE CERTAINS DES RESULTATS OBTENUS AU COURS DE L'ETUDE DE L'ENDOMMAGEMENT PAR EMISSION ACOUSTIQUE DU BETON ET DES ROCHES COLMATEES. POUR LES ESSAIS DE TRACTION, LA PREMIERE RUPTURE CORRESPOND A UNE CONTRAINTE MOYENNE MESUREE EGALE A LA BORNE INFERIEURE #M#I#N DE LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES DANS L'EPROUVETTE. DANS LE CAS D'UN ENDOMMAGEMENT DIFFUS, APRES UNE PREMIERE RUPTURE, LA RIGIDITE DE L'EPROUVETTE DECROIT PROGRESSIVEMENT. CETTE DECROISSANCE SE POURSUITE JUSQU'A LA PROGRESSION LOCALISEE DE L'ENDOMMAGEMENT. DANS LE CAS D'UN ENDOMMAGEMENT LOCALISE, LA CONTRAINTE A LA RUPTURE MESUREE SUR LES COURBES CHARGES-DEPLACEMENTS CORRESPOND A LA VALEUR LA PLUS FAIBLE DES CONTRAINTES A LA RUPTURE DES HETEROGENEITES. LES VALEURS RELEVEES SUR LES COURBES CHARGES-DEPLACEMENTS DES CONTRAINTES A LA RUPTURE VARIENT DE #M#I#N A 1,4 #M#I#N SUIVANT LES CONDITIONS (REPARTITION DES CONTRAINTES A LA RUPTURE, ECHELLE DE L'EPROUVETTE, CONDITIONS SUR LES MORS). L'ANALYSE DE L'ENDOMMAGEMENT A ENSUITE ETE MENEE DANS LE CAS DES ESSAIS DE FLEXION 3-POINTS. CONTRAIREMENT A L'ESSAI DE TRACTION, L'ESSAI DE FLEXION CONDUIT A UN ETAT DE CONTRAINTES FORTEMENT INHOMOGENE. L'INITIATION ET LA PROPAGATION SONT LES RESULTATS DE L'INTERACTION ENTRE LE GRADIENT DU CHAMP DES CONTRAINTS INDUIT PAR L'ESSAI ET LA REPARTITION DES CONTRAINTES A LA RUPTURE. L'INITIATION SE PRODUIT AINSI EN UN OU PLUSIEURS ENDROITS DE LA FACE OPPOSEE AU CHARGEMENT, CONDUISANT PEU A PEU A LA PROGRESSION D'UNE OU PLUSIEURS MACROFISSURES AU SEIN DE L'EPROUVETTE. LES CONTRAINTES A LA RUPTURE MAXIMALES MESUREES SUR LES COURBES D'ESSAIS VARIENT DE 1,60 A 3,20 #M#I#N SELON L'INTERVALLE DE DISTRIBUTION DES CONTRAINTS A LA RUPTURE. DANS LE CAS DES ESSAIS CT L'ENDOMMAGEMENT EST D'ABORD INITIE EN TETE D'ENTAILLE. LA PROGRESSION SE FAIT ENSUITE SUIVANT QUATRE SCHEMAS EXTREMES: UN ENDOMMAGEMENT DIFFUS, UN ENDOMMAGEMENT LOCALISE, UNE PROGRESSION SYMETRIQUE, UNE PROGRESSION ASYMETRIQUE. LES COURBES CHARGES-DEPLACEMENTS SONT FORTEMENT TRIBUTAIRES DE LA DISTRIBUTION DES CONTRAINTES A LA RUPTURE AU SEIN DES EPROUVETTES. DANS LE CAS DE L'INCLUSION DE MORTIER DANS UNE ROCHE SOUMISE A UNE COMPRESSION. L'INCLUSION PRODUIT UNE CONCENTRATION DE CONTRAINTES. IL EN RESULTE UNE INITIATION DE L'ENDOMMAGEMENT PAR RUPTURE EN TRACTION DE L'INTERFACE MORTIER-ROCHE ET PAR RUPTURE EN CISAILLEMENT DE LA ROCHE PRES DE L'INTERFACE DE PART ET D'AUTRE DE L'INCLUSION. LES RUPTURES, ESSENTIELLEMENT EN CISAILLEMENT DE LA ROCHE N'AFFECTENT PAS DE MANIERE SENSIBLE LA RIGIDITE EN COMPRESSION.