Etude d'une nouvelle nuance d'acier à roulement pour conditions d'usage sévères et modélisation de son endommagement en présence d'une indentation PDF Download
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Book Description
Ce travail est consacré, d'une part, à la recherche d'une nouvelle nuance d'acier à roulement et de ses traitements thermiques permettant d'accroître la tenue des roulements en condition d'usage sévères (chargement important, température élevée, lubrification polluée provoquant des indentations des surfaces de contact) et, d'autre part, à la description et à la modélisation de son endommagement en fatigue de contact de surfaces indentées. Des caractérisations microstructurales et mécaniques simples (principalement dureté, teneur en austénite résiduelle) conduites sur différentes coulées de laboratoire et pour différents traitements thermiques permettent d'abord de définir une gamme de compositions intéressantes et de choisir une nuance. Les conditions de traitement thermique de la nuance choisie sont affinées, après que celle-ci ait été élaborée industriellement afin d'obtenir un niveau de propreté inclusionnaire nécessaire à une bonne tenue en fatigue de roulement. Le comportement mécanique du nouveau matériau a été caractérisé (comportement microplastique, plastique cyclique et tenue en compression cyclique), des essais de fatigue de roulement ont été effectués sur éprouvettes lisses et indentées, pour simuler un fonctionnement en lubrification polluée, et les pièces fatiguées ont été expertisées afin de déterminer les mécanismes d'endommagement. Enfin une contribution à la modélisation de l'endommagement en fatigue de roulement en présence d'indentations est proposée. Elle s'appuie sur les principes de la modélisation de l'endommagement en conditions normales de fonctionnement (amorçage d'une fissure sur une microhétérogénéité en sous-couche et propagation jusqu'à la surface) en prenant en compte les modélisations mécaniques, microstructurales et géométriques provoquées par l'indentation.
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Ce travail est consacré, d'une part, à la recherche d'une nouvelle nuance d'acier à roulement et de ses traitements thermiques permettant d'accroître la tenue des roulements en condition d'usage sévères (chargement important, température élevée, lubrification polluée provoquant des indentations des surfaces de contact) et, d'autre part, à la description et à la modélisation de son endommagement en fatigue de contact de surfaces indentées. Des caractérisations microstructurales et mécaniques simples (principalement dureté, teneur en austénite résiduelle) conduites sur différentes coulées de laboratoire et pour différents traitements thermiques permettent d'abord de définir une gamme de compositions intéressantes et de choisir une nuance. Les conditions de traitement thermique de la nuance choisie sont affinées, après que celle-ci ait été élaborée industriellement afin d'obtenir un niveau de propreté inclusionnaire nécessaire à une bonne tenue en fatigue de roulement. Le comportement mécanique du nouveau matériau a été caractérisé (comportement microplastique, plastique cyclique et tenue en compression cyclique), des essais de fatigue de roulement ont été effectués sur éprouvettes lisses et indentées, pour simuler un fonctionnement en lubrification polluée, et les pièces fatiguées ont été expertisées afin de déterminer les mécanismes d'endommagement. Enfin une contribution à la modélisation de l'endommagement en fatigue de roulement en présence d'indentations est proposée. Elle s'appuie sur les principes de la modélisation de l'endommagement en conditions normales de fonctionnement (amorçage d'une fissure sur une microhétérogénéité en sous-couche et propagation jusqu'à la surface) en prenant en compte les modélisations mécaniques, microstructurales et géométriques provoquées par l'indentation.
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CE TRAVAIL CONSTITUE L'UN DES ELEMENTS D'UN PROJET GLOBAL QUI VISE A DEFINIR UNE NOUVELLE METHODE DE CALCUL DE LA DUREE DE VIE DES ROULEMENTS. IL PORTE SUR L'ETUDE DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT D'ACIERS A ROULEMENT, SOLLICITES EN FATIGUE, AVEC DES CONDITIONS REPRODUISANT CELLES DE LA LUBRIFICATION POLLUEE, ET CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT LA PHASE D'AMORCAGE D'UNE FISSURE. UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE NOUS A PERMIS DE POSER LE PROBLEME ET DE MONTRER EN PARTICULIER L'IMPORTANCE DU TRAITEMENT THERMIQUE, ET DONC DE LA MICROSTRUCTURE, VIS A VIS DE CE TYPE DE SOLLICITATION. IL APPARAIT EN EFFET DANS CES CONDITIONS QUE LE TAUX D'AUSTENITE RESIDUELLE DOIT ETRE IMPORTANT ET LA DURETE SUFFISANTE. NOUS PRESENTONS ALORS LES TECHNIQUES EXPERIMENTALES ET LA METHODOLOGIE D'ANALYSE. PUIS NOUS MONTRONS QUE L'UTILISATION DE CYCLES DE TREMPE A PALIER(S) PERMET D'OBTENIR SANS MODIFIER LES CONDITIONS D'AUSTENITISATION A LA FOIS UNE DURETE ET UN TAUX D'AUSTENITE RESIDUELLE ELEVES, DONT LA STABILITE THERMOMECANIQUE EST ALORS AMELIOREE. NOUS DONNONS UNE INTERPRETATION THERMODYNAMIQUE DE CES RESULTATS BASEE SUR DES OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION MET. NOUS PRESENTONS ENSUITE UN ESSAI DE FATIGUE SIMPLE, POUR LEQUEL L'ETAT DE CONTRAINTE EST TRES PROCHE DE CELUI OBTENU POUR UN CHARGEMENT DE HERTZ, ET OU L'EFFET DE LA POLLUTION EST SIMULE PAR UNE INDENTATION. CET ESSAI NOUS A PERMIS D'ETUDIER L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCTURE OBTENUE POUR DIFFERENTS TRAITEMENTS THERMIQUES ET DIFFERENTS ACIERS A ROULEMENT, SUR LE COMPORTEMENT EN FATIGUE. ENFIN, NOUS ANALYSONS LES RESULTATS DES ESSAIS DE FATIGUE SIMULANT LE FONCTIONNEMENT EN CONDITION DE LUBRIFICATION POLLUEE A L'AIDE D'UN MODELE DISPONIBLE AU LABORATOIRE, BASE SUR LES CONCEPTS DE LA METALLURGIE PHYSIQUE. POUR CELA NOUS CALCULONS LES CONTRAINTES ENGENDREES PAR LA PRESENCE D'UNE INDENTATION DE TYPE VICKERS, EN UTILISANT LA METHODE DES ELEMENTS FINIS (CONCENTRATIONS DE CONTRAINTES), LES CONCEPTS DE LA METALLURGIE PHYSIQUE (CONTRAINTES RESIDUELLES) ET LE CONCEPT DE L'INCLUSION EQUIVALENTE D'ESHELBY. NOUS RETROUVONS AVEC UN TRES BON ACCORD LES RESULTATS EXPERIMENTAUX
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Le 32CrMoV13 nitruré est un matériau à gradient de propriétés utilisé pour la réalisation de bagues de roulements aéronautiques. Il présente l'avantage d'être dur en surface et ductile à cœur, facilitant ainsi la lutte contre les effets de la pollution des contacts par les lubrifiants. De plus, afin d'améliorer les performances des roulements, la tendance est à l'utilisation de céramique (nitrure de silicium Si3N4) pour les éléments roulants à la place de l'acier (M50). Ainsi, le travail de thèse proposé ici est l'étude du comportement en fatigue de contact en présence d'indentations pour deux couples de matériaux (32CrMoV13 nitruré / M50 et 32CrMoV13 nitruré / Si3N4). Ce comportement est principalement orienté en terme de durée de vie du contact indenté par l'intermédiaire d'un critère d'amorçage de fissures. Une étude des propriétés mécaniques du 32CrMoV13 nitruré, nécessaires à l'application du critère, a été réalisée. La loi d'écrouissage et l'ouverture micro-plastique cyclique de la couche nitrurée du 32CrMoV13 nitruré ont été identifiées. Puis, par l'intermédiaire de défauts géométrique de type trous cylindriques, les propriétés d'amorçage de fissures ont été étudiées lors d'essais de compression uniaxiale. Le comportement en fatigue de contact en présence d'indentations a été étudié sur machine bi-disques. Ces essais ont permis de caractériser la différence de comportement du 32CrMoV13 nitruré, et indenté, dans un contact acier / acier et acier / céramique. L'effet du glissement a notamment été mis en évidence. Ces études expérimentales ont été couplées avec des simulations numériques afin d'étalonner le modèle physique d'amorçage de fissures et d'en valider sa bonne représentativité. En conclusion un modèle de prédiction de durée de vie en fatigue de roulement a été proposé. Il est particulièrement adapté aux cas où des contraintes résiduelles sont présentes, par exemple suite à l'indentation des surfaces. Le modèle s'appuie sur la caractérisation mécanique des couches traitées thermo-chimiquement de l'acier 32CrMoV13 nitruré.
Author: John Henry Lorentz Publisher: Historical Dictionaries of Asia, Oceania, and the Middle East ISBN: Category : History Languages : en Pages : 570
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Provides an overview of specific events, movements, people, political and social groups, places, trends, and chronology. Allows for considerable exploration of a number of historical and contemporary topics and issues. The modern period, defined as 1800-present, is covered extensively.
Author: Shahid Javed Burki Publisher: ISBN: Category : History Languages : en Pages : 472
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Pakistan is unlike most other countries in the emerging world. It is one of the two nations – the other being the state of Israel – founded on the basis of religion. Although it was created to provide a homeland for the Muslim community of British India, in its original form it was able to accommodate only about half of the people of Islamic faith who lived in the subcontinent. Pakistan’s birth in 1947 resulted in one of the largest movements of people in human history when some 14 million people left their homes, with 8 million Muslims leaving India for what is now Pakistan and 6 million Hindus and Sikhs moving in the opposite direction. This was the first large-scale incidence of ethnic cleansing the world was to witness. --
Author: Hélène Sarete
Author: Hélène Sarete
Author: CHRISTOPHE.. NICOT
Author: Emmanuel Tonicello
Author: John Henry Lorentz
Author: Shahid Javed Burki