Author: Philippe LeroyPublisher:
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Languages : fr
Pages : 97
Book Description
Étude du comportement en fissuration par fatigue de deux matériaux composites à matrice métallique
Author: Philippe LeroyMéthodologie d'optimisation de matériaux composites à matrice métallique frittés pour des applications tribologiques
Author: Bénédicte MartinPublisher:
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Languages : fr
Pages : 159
Book Description
LE DEVELOPPEMENT DE MATERIAUX RESISTANT A L'USURE ET A LA FISSURATION POUR DES APPLICATIONS TRIBOLOGIQUES REQUIERT DE NOUVELLES TECHNOLOGIES, TELLE QUE LA METALLURGIE DES POUDRES. NOTRE ETUDE PORTE SUR PLUSIEURS COMPOSITES CONSTITUES D'UNE MATRICE D'ACIER RAPIDE TYPE M3/2 DANS LAQUELLE NOUS AVONS AJOUTE DES PARTICULES CERAMIQUES (TIC, VC) ET UN LUBRIFIANT SOLIDE (MNS) POUR RESPECTIVEMENT DIMINUER L'USURE ET MINIMISER LE FROTTEMENT. CES COMPOSITES, SOUMIS A DES TESTS DE FRETTING, PRESENTENT DEUX TYPES D'ENDOMMAGEMENT, EN FONCTION DES CONDITIONS DE SOLLICITATION LOCALE : LA FISSURATION ET L'USURE. CES DONNEES, CONDITIONS EXPERIMENTALES/REPONSE DES MATERIAUX, ONT ETE REPRESENTEES SOUS FORME DE CARTES DE FRETTING AFIN DE MIEUX VISUALISER LE COMPORTEMENT DE CHAQUE COMPOSITE. L'ANALYSE DE LA FISSURATION A ETE EFFECTUEE PAR DES APPROCHES MECANIQUE ET MICROGRAPHIQUE. CELLES-CI ONT PERMIS DE CONSTATER QU'EN FRETTING, L'AMORCAGE DES FISSURES EST UN PHENOMENE DE FATIGUE DE LA MATRICE ET SE SITUE AU NIVEAU DES POROSITES. L'AMORCAGE SE PRODUIT DES QUE LA CONTRAINTE DE TRACTION MAXIMALE DANS LE CONTACT ATTEINT UNE VALEUR SEUIL #S = 1,2 GPA. L'ANALYSE DE L'USURE A ETE REALISEE GRACE A LA PROFILOMETRIE TRIDIMENSIONNELLE QUI PERMET LA DETERMINATION DU VOLUME D'USURE APRES CHAQUE TEST. CETTE ETUDE MONTRE COMMENT LE VOLUME D'USURE PEUT ETRE RELIE A L'ENERGIE DISSIPEE CUMULEE PENDANT L'ESSAI ET AU COEFFICIENT DE FROTTEMENT. NOUS AVONS AINSI PU DEFINIR LES MECANISMES D'USURE EN FRETTING (FORMATION PUIS FISSURATION DE LA TTS) ET METTRE EN EVIDENCE LE ROLE DE CHAQUE ADDITIF DANS CE PHENOMENE. GRACE A CETTE DOUBLE APPROCHE USURE ET FISSURATION, DES CRITERES ONT ETE PROPOSES, QUI PERMETTENT DE MAITRISER L'AJOUT D'ADDITIF(S) POUR UNE APPLICATION DONNEE.
Etude du comportement en fatigue des matériaux composites a matrice céramique suivi par émission acoustique
Author: Pascal ReynaudPublisher:
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Languages : fr
Pages : 306
Book Description
Les propriétés originales des matériaux composites a matrice céramique, qui allient la stabilité des céramiques monolithiques a la non-fragilite des composites, en font des candidats privilégies pour les applications thermo structurales. Bien que mal connu a l'heure actuelle, leur comportement en fatigue est une donnée de première importance qu'il importe de déterminer. L'objectif de ce travail consiste a caractériser le comportement en fatigue d'un composite bidirectionnel a fibres et a matrice sic, et a identifier le mécanisme microstructural qui est a l'origine de la fatigue. Dans cette optique, le diagramme d'endurance a été établi en traction repetee et en flexion ondulée. La limite de fatigue ainsi mesurée est plus élevée que pour les matériaux classiques tels que les métaux, et des essais de fatigue cumulée ont permis d'améliorer la tenue en fatigue de ce matériau. L'étude de la fréquence d'essai a révèle une faible contribution de phénomènes dépendant uniquement du temps. Pour ce composite, l'hypothèse retenue pour expliquer l'effet de fatigue a température ambiante est la présence d'une érosion de la zone interfaciale, ce qui fournit un scénario théorique cohérent avec l'ensemble des observations expérimentales. Cependant, en vue d'une généralisation a un plus grand nombre de composites a matrice céramique ou vitrocéramique, la modélisation proposée devra être complétée en intégrant les effets qui sont lies a la structure du renfort fibreux et a la présence d'autres mécanismes d'endommagement tels que la propagation sous critique par corrosion sous contrainte
Etude des phenomenes de fatigue sous sollicitation uni-axiale d'un composite a matrice ceramique
Author: BERNARD LORRAINPublisher:
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Languages : fr
Pages : 216
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DES ESSAIS DE FATIGUE ONT ETE MENES A TEMPERATURE AMBIANTE SUR UN MATERIAU COMPOSITE A MATRICE CERAMIQUE (C-SIC) ORIGINELLEMENT FISSURE. UNE ACQUISITION A SEUIL A ETE MISE EN PLACE POUR RENDRE COMPTE DE L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT EN TEMPS REEL, AINSI QU'UNE PROCEDURE D'ESSAI SPECIFIQUE: MISE EN COMPRESSION POUR CALCULER LE MODULE INITIAL, FATIGUE UNI-AXIALE A DIVERS NIVEAUX DE TRACTION ET COMPRESSION, RUPTURE DES EPROUVETTES PAR ESSAI MONOTONE DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT APRES FATIGUE POUR ESTIMER LA TENUE RESIDUELLE DU MATERIAU. LE COMPORTEMENT DU MATERIAU A ETE MODELISE EN STATIQUE A PARTIR D'ESSAIS DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT. L'INFLUENCE DES FACTEURS MECANIQUES QUE SONT LE RAPPORT DE CONTRAINTE ET LE NIVEAU DE SOLLICITATION A ETE MISE EN EVIDENCE. LE MATERIAU A MONTRE UNE FORTE SENSIBILITE AUX CONTRAINTES DE COMPRESSION ELEVEES, LA DEGRADATION TOTALE APPARAISSANT RAPIDEMENT. L'EFFET DES FACTEURS CONSTITUTIFS DU MATERIAU TELS LE TISSAGE ET LA DENSITE AINSI QUE L'EFFET DE LA LONGUEUR DES EPROUVETTES ONT ETE ABORDES SOUS UN CHARGEMENT DE FATIGUE TYPE DETERMINE AU PREALABLE. LE COMPORTEMENT GLOBAL DU MATERIAU EST LE MEME POUR LES DIFFERENTES EPROUVETTES TESTEES. LE MATERIAU A UN COMPORTEMENT NON LINEAIRE LORS DE LA PREMIERE MISE EN CHARGE, CE QUI TRADUIT UNE EVOLUTION CONTINUE DE L'ENDOMMAGEMENT DU A LA FISSURATION MATRICIELLE. LA REPONSE DU MATERIAU DEVIENT LINEAIRE A LA DECHARGE ET DES DEFORMATIONS PERMANENTES FAIBLES SONT CONSTATEES. LES BOUCLES D'HYSTERESIS SONT ETROITES ET SYMETRIQUES, AUTORISANT LE CALCUL D'UN MODULE ELASTIQUE INSTANTANE QUI A ETE UTILISE COMME TRACEUR D'ENDOMMAGEMENT. LA STABILISATION DE CE MODULE SE FAIT RAPIDEMENT. EN EFFET LA MAJEURE PARTIE DE L'ENDOMMAGEMENT APPARAIT LORS DU PREMIER CYCLE ET EVOLUE TRES PEU PAR LA SUITE. L'EFFET DE LA FATIGUE TRANSPARAIT NEANMOINS SUR LES DEFORMATIONS PERMANENTES QUI AUGMENTENT DURANT L'ESSAI. LE MATERIAU REPREND LE MEME MODE D'ENDOMMAGEMENT PAR FISSURATION MATRICIELLE LORS DE L'ESSAI DE CHARGEMENT-DECHARGEMENT JUSQU'A RUPTURE.
ETUDE DE L'ENDOMMAGEMENT ET DE LA PROPAGATION DE FISSURE DANS LES MATERIAUX COMPOSITES CERAMIQUES A FIBRES CONTINUES. CAS DU SIC-MAS.L ET DU SIC-SIC
Author: MONSSEF.. DRISSI HABTIPublisher:
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Languages : fr
Pages : 95
Book Description
LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE CERAMIQUE RENFORCEE PAR DES FIBRES CONTINUES SONT DEVELOPPES POUR DES APPLICATIONS THERMOSTRUCTURALES. L'ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE VISE D'UNE PART A PROPOSER DES METHODES FIABLES DE DETERMINATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI PERMETTENT L'EVALUATION DES DIFFERENTES NUANCES DU MATERIAU AU COURS DE SA PHASE DE DEVELOPPEMENT. D'AUTRE PART, ELLE A POUR OBJET LA COMPREHENSION DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT OU DE RUPTURE EN RELATION AVEC LA SOLLICITATION MECANIQUE. DANS CE MEMOIRE, NOUS AVONS PROCEDE PAR DES ESSAIS QUASI-STATIQUES EN TRACTION UNIAXIALE COUPLES A LA TECHNIQUE D'EMISSION ACOUSTIQUE POUR IDENTIFIER LES MICROMECANISMES D'ENDOMMAGEMENT ET LEUR SEQUENCE DE DECLENCHEMENT EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-MAS.L UNIDIRECTIONNEL ET BIDIRECTIONNEL A PLIS CROISES. LE DEVELOPPEMENT DE L'ENDOMMAGEMENT A ETE EVALUE PAR LE NOMBRE DE FISSURES MATRICIELLES TRANSVERSES DANS LES PLIS LONGITUDINAUX ET CORRELE A LA DECROISSANCE DU MODULE D'ELASTICITE LONGITUDINAL. ENSUITE, DANS LE CAS DU COMPOSITE UNIDIRECTIONNEL, L'ANALYSE DE CETTE MULTIFISSURATION A PERMIS L'ESTIMATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI DETERMINENT LE SEUIL D'ENDOMMAGEMENT DU MATERIAU ET SON EVOLUTION SOUS SOLLICITATION MECANIQUE. EN FATIGUE STATIQUE, L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT DANS LE COMPOSITE SIC-MAS.L (0/90), SUGGERE UNE SENSIBILITE DE LA MATRICE MAS.L A LA CORROSION SOUS-CONTRAINTE. LA COMPARAISON DE L'EVOLUTION DES PROPRIETES MECANIQUES AU COURS DES ESSAIS DE FATIGUE DYNAMIQUE A 1 HZ ET 10 HZ INDIQUE QUE L'EFFET DE FATIGUE DYNAMIQUE DANS CE COMPOSITE DEPEND PEU DE LA DUREE DE L'ESSAI. IL SERAIT PLUTOT DU A UNE MODIFICATION PROGRESSIVE DES PROPRIETES INTERFACIALES AU COURS DU CYCLAGE. DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-SIC 2D STANDARD, L'ETUDE DE LA RESISTANCE A LA PROPAGATION DE FISSURE SUR DES EPROUVETTES CT PERMET D'ACCEDER A DES VALEURS K#R FIABLES SEULEMENT POUR DES EPROUVETTES DE TAILLE W40 MM, DANS LE DOMAINE DE CROISSANCE SOUS CRITIQUE DE FISSURE
Comportement anélastique des matériaux composites à matrice céramique
Author: Jean-Marie MorvanPublisher:
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Languages : fr
Pages : 130
Book Description
L'ETUDE A POUR OBJECTIFS L'EVALUATION DE LA CONTRIBUTION DES DIFFERENTS MECANISMES DE DEGRADATION DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE CERAMIQUE A LEUR COMPORTEMENT NON-LINEAIRE AINSI QUE LA DEFINITION DE VARIABLES INTERNES APTES A DECRIRE LES PHENOMENES MICROMECANIQUES DE DEFORMATION ET DE DEGRADATION. LE COMPORTEMENT NON-LINEAIRE DE TROIS CMC EST PREDIT EN SOLLICITATIONS MONOTONES ET CYCLEE. LES SOUPLESSES MESUREES A L'AIDE D'UN INTERFEROMETRE ULTRASONORE COUPLE A UNE MACHINE DE TRACTION ET LES PREDICTIONS DU MODELE PROPOSE PERMETTENT D'ACCEDER AUX LOIS D'EVOLUTION DES DENSITES DE FISSURES QUI DECRIVENT LES VARIATIONS TRIDIMENSIONNELLES DE L'ELASTICITE. POUR TENIR COMPTE DU PHENOMENE DE REVERSIBILITE DU GLISSEMENT LORS DES DECHARGES QUI ENTRAINE UNE REFERMETURE DES FISSURES, UNE PARTITION DES DEFORMATIONS SOUS CHARGE EST MISE AU POINT. LA PRISE EN COMPTE DE L'EPAISSEUR DES FISSURES, C'EST-A-DIRE DE LEUR OUVERTURE, MONTRE QUE LES DEFORMATIONS ANELASTIQUES SONT GOUVERNEES PAR LA DENSITE DE MICROFISSURES. L'INFLUENCE DES DIFFERENTES ECHELLES DES COMPOSITES TISSES SUR LE COMPORTEMENT GLOBAL EST MISE EN EVIDENCE AINSI QUE L'EFFET DE L'OUVERTURE DES MICROFISSURES SUR LA CHUTE DE RIGIDITE. AU COURS DE CYCLES DE CHARGE-DECHARGE, LA VARIATION DES DEFORMATIONS EST PILOTEE PAR UNE SEULE FONCTION D'OUVERTURE-FERMETURE DES FISSURES TRANSVERSES. LES LOIS D'EVOLUTIONS DES VARIABLES INTERNES ET L'ETUDE PRECISE DE LA MICROSTRUCTURE PERMETTENT D'EVALUER, A PARTIR D'UNE ANALYSE MICROMECANIQUE DE LA CELLULE ELEMENTAIRE DE FISSURATION, LA DISTANCE INTERFISSURES, LES LONGUEURS DE DECOHESIONS ET LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT INTERFACIALE DES CMC.
PREVISION DU COMPORTEMENT ET DE L'ENDOMMAGEMENT DES COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE PAR ELEMENTS FINIS
Author: BEATRICE.. LAYPublisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 260
Book Description
LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DES COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE A FAIT L'OBJET DE NOMBREUX TRAVAUX ET L'EFFORT ACTUEL VISE L'AMELIORATION DES TECHNIQUES DE CALCUL ET D'HOMOGENEISATION PRENANT EN COMPTE LA PLASTICITE ET L'ENDOMMAGEMENT. NOUS NOUS INTERESSONS TOUT D'ABORD A LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS DU COMPORTEMENT MICROPLASTIQUE D'UN COMPOSITE A MATRICE METALLIQUE, COMPORTEMENT FORTEMENT DISSYMETRIQUE EN TRACTION ET COMPRESSION ; LA DISSYMETRIE, DUE A LA PRESENCE DE CONTRAINTES RESIDUELLES THERMIQUES, DEPEND PRINCIPALEMENT DE LA MORPHOLOGIE ET DE LA REPARTITION DES RENFORTS. L'INTRODUCTION D'UNE INTERPHASE ENTRE LA MATRICE ET LE RENFORT DANS LE MODELE PERMET D'OBSERVER UNE DIMINUTION IMPORTANTE DES CONTRAINTES A LA SURFACE DES PARTICULES, CE QUI SEMBLE INTERESSANT PUISQU'EN CHARGEMENT STATIQUE LA RUPTURE COMMENCE PAR LA FISSURATION DES RENFORTS. L'INTERFACE RENFORT-MATRICE A ETE REPRESENTEE JUSQU'A MAINTENANT DANS LES MODELISATIONS, SOIT PAR UNE LIAISON PARFAITE, SOIT PAR UN CONTACT UNILATERAL AVEC UNE LOI DE FROTTEMENT DE TYPE COULOMB OU TRESCA. NOUS AVONS CONCU UN ALGORITHME ORIGINAL PRENANT EN COMPTE UN SEUIL DE DECOHESION A L'INTERFACE RENFORT-MATRICE AVANT L'APPLICATION DU MODELE DE FROTTEMENT CLASSIQUE. APRES L'ETUDE DU COMPORTEMENT OU DE L'ENDOMMAGEMENT DU COMPOSITE EN CHARGEMENT STATIQUE, NOUS NOUS INTERESSONS AU COMPORTEMENT EN FATIGUE DU COMPOSITE EN CALCULANT, GRACE A LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS D'UN CHARGEMENT CYCLIQUE ET A UN CRITERE DE FATIGUE, LA DUREE DE VIE DU MATERIAU SOUS SOLLICITATIONS PERIODIQUES
Fatigue de composites à matrice métallique base titane à renfort unidirectionnel de fibres SiC
Author: Nicolas LegrandPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 162
Book Description
Ce travail a essayé de comprendre l'origine physique de la rupture en fatigue à haute température des composites à matrice métallique SCS6/TA6V, SM1140+/Ti6242 et SCS6/Ti6242. Le comportement en fatigue du matériau a été étudié selon deux orientations : longitudinale (axe de chargement parallèle à l'axe des fibres) et transversale (axe de sollicitation perpendiculaire à l'axe des fibres). En fatigue longitudinale, effectuée à 450 et 550°C sur le SCS6/TA6V, trois processus majeurs d'endommagement ont été identifiés : le report de charge global de la matrice aux fibres lié à son adoucissement cyclique, la dégradation locale des interfaces au droit des ruptures de fibres et la dégradation des propriétés à rupture du renfort par l'environnement. Les cinétiques d'endommagement de ces différents mécanismes ont pu être évaluées grâce à des observations et à l'émission acoustique. Un modèle micromécanique, prenant en compte le comportement statistique des fibres, a alors permis de confirmer et de quantifier l'influence de ces trois mécanismes d'endommagement sur la rupture en fatigue de composite. Il a ainsi été montré qu'à des niveaux de sollicitation suffisamment élevés (contrainte supérieure à 1000MPa), la dégradation locale des interfaces au droit des ruptures de fibres peut conditionner à elle seule la durée de vie en fatigue du composite. Enfin, en se basant sur les résultats expérimentaux d'émission acoustique, le modèle a permis, au moins semi quantitativement, d'être prédictif en cinétique d'endommagement et en rupture.
Etude de la propagation de fissures par fatigue dans les matériaux composites à matrice de titane renforcées par des filaments de B, B (B4C) et SiC
Author: Panayiotis SoumelidisPublisher:
ISBN:
Category : Metallic composites
Languages : en
Pages : 41
Book Description
Mécanique de la rupture par fissuration
Author: RECHO NamanPublisher: Lavoisier
ISBN: 274628118X
Category :
Languages : fr
Pages : 306
Book Description
Les objectifs de la mécanique de la rupture sont double, d'une part ils concernent la description des champs mécaniques au voisinage de la pointe de la fissure et les énergies qui leur sont associées et d'autre part, ils traitent de l'évaluation de la nocivité d'une fissure en terme de la propagation de celle-ci. Deux champs d'étude constituent la structure de cet ouvrage, l'un relatif à la modélisation de la singularité induite par la pointe d'une fissure qui est relatée dans le premier tome intitulé : Modélisation des champs mécaniques en pointe de fissure et des singularités. Dans ce premier tome, une introduction à la mécanique des milieux continus s'avère nécessaire. Ensuite, une démarche consistant à étudier la façon permettant de voir "Comment introduire une singularité dans un milieu continu ?" est développée. Pour ce faire, deux manières subsistent : La première, locale, consiste, d'une part, à décrire les fonctions de contraintes (voire de déformations) comme étant continues partout sauf à la pointe de la fissure et d'autre part à introduire les conditions de surfaces libres relatives aux lèvres de la fissure, il s'agit alors de l'analyse asymptotique. Quant à la seconde manière, énergétique, elle revient à évaluer le taux de restitution de l'énergie potentielle conséquente à un accroissement infinitésimal de la longueur de fissure. Le deuxième tome du livre intitulé : propagation et bifurcation de fissure, traite des critères de propagation et de bifurcation de fissure en milieu élastique et élastoplastique sous des chargement monotone (Rupture fragile) et dynamique (Rupture par Fatigue). Les solutions analytiques obtenues ne peuvent pas être utilisées dans les structures à géométrie et conditions aux limites variées, alors il sera nécessaire de faire appel aux méthodes d'analyse numérique et plus particulièrement à la méthode des éléments finis. Deux chapitres abordent ces applications numériques : l'un, en tome I, relatif à l'introduction au calcul par éléments finis des structures fissurées et l'autre, en tome II traitant de la prévision de la rupture par fissuration des éléments de structures métalliques soumises à la fatigue. Chaque phénomène étudié est abordé suivant trois volets : - sa modélisation conceptuelle et théorique, - son utilisation dans les critères de résistance à rupture - et enfin sa mise en oeuvre en terme de faisabilité et d'application numérique. Le lecteur est mis en garde quant au fait que l'essentiel des développements du livre concerne les matériaux métalliques. L'extension des conclusions au cas de matériaux composites, élastomériques et plastiques est sujet à caution.