Méthodes d'analyse et de simulation de la fatigue thermique de céramiques thermomécaniques

= Analysis and simulation methods of the thermal fatigue of thermo-mechanical ceramics

• Auteur / Autrice : Francois Sudreau
• Direction : Gilbert Fantozzi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA ; 1975-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux céramiques

Fatigue des matériaux

Contraintes thermiques

Résumé

Partant du constat que dans le cas des matériaux céramiques, les essais de fatigue thermique sont particulièrement longs à réaliser du fait de la durée d'un cycle thermique et de la dispersion des résultats nous avons voulu par ce travail, trouver de nouvelles voies permettant de mieux prévoir et de mieux comprendre la fatigue thermique. Dans un premier temps, nous avons développé une analyse statistique de la fatigue thermique où la dispersion des résultats n'est lus un obstacle mais, au contraire, un moyen de caractériser la propagation sous-critique des fissures. D'autre part, nous avons simulé la propagation sous-critique des fissures dans un matériau soumis à des contraintes cycliques d'origine thermique. Ces simulations ont été faites en intégrant les lois de propagation de fissure trouvées par des essais de double torsion. Nous avons porté une attention particulière à distinguer dans nos calculs les trois stades de propagation de fissure mis en évidence par les essais de double torsion.

Usually thermal fatigue tests are very long, especially in the case of ceramics, because of the duration of a single thermal cycle and the scattering of the results. The aim of this work is to find new anal sis al lowing a better understanding and better accuracy of the lifetime previsions. First, a statistical anal sis has been developed. With this analysis the result scattering is not a problem but is rather used to find the slow crack growth parameters of the ceramics. In another instance, the slow crack growth has been simulated in the case of a sample submitted to thermal cycles. This simulation has been done by integrating the slow crack growth data foundeby double torsion tests. The slow crack growth stages determined by double torsion tests were carefully taken into account for the simulations.