Galetage des composites a matrice metallique

par ERIC HANUS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de K. DANG VAN.

Soutenue en 1995

à l'EP .

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  • Résumé

    Les composites a matrice metallique renforces par des particules ceramiques, pour lesquels la matrice et le renfort supportent la charge appliquee, sont de nos jours d'un interet industriel indeniable. Ils offrent comme avantages des proprietes relativement isotropes, un faible cout, une grande maniabilite et des performances significativement meilleures que celles des alliages non renforces constituant leur matrice. Mais avant de proceder a leur exploitation commerciale certaines caracteristiques restent a determiner, notamment leur comportement en fatigue est un point crucial en vue d'application comme materiau de structure. Ainsi le but de ce travail est l'etude de l'influence du traitement mecanique de surface de galetage sur ces composites. Lorsqu'une phase ceramique est finement dispersee dans une matrice metallique des contraintes residuelles sont invariablement generees. Le premier objectif a ete de mesurer dans les deux phases par diffraction aux rayons x l'evolution de ces contraintes apres traitement thermique, galetage et fatigue. Dans le cas d'un alliage d'aluminium 2014 renforce par 15 pour-cent en volume de particules de carbure de silicium il a ete trouve que d'importantes pseudomacrocontraintes sont presentes apres traitement thermique, que de fortes macrocontraintes de compression sont generees par galetage, et que le taux de relaxation de ces macrocontraintes depend du signe du chargement de fatigue. Des resultats nouveaux concernant la repartition en surface et en profondeur des macro- et des pseudomacro-contraintes ont ete obtenus apres galetage et fatigue. Un parallele avec la largeur du pic de diffraction et la durete du materiau a ete etabli. Par ailleurs les courbes de wohler du composite traite au maximum de durete et ou non galete indiquent un gain de 30 pour-cent en limite de fatigue attribuable au galetage. Une deuxieme partie traite la modelisation du galetage qui a ete decomposee en trois temps: determination de la distribution de pression au niveau du contact conforme entre le galet et l'eprouvette, calcul des champs mecaniques a l'etat stabilise par une methode stationnaire directe et analyse de la repartition des contraintes residuelles a l'echelle microscopique via un modele d'elements finis a hypotheses periodiques. Une etude parametrique des champs residuels macroscopiques a mis en valeur le role preponderant joue par la loi de comportement et le coefficient de frottement. Les donnees numeriques ont ensuite ete comparees aux donnees experimentales determinees precedemment, montrant un bon accord en termes de couche affectee et de profil de macrocontraintes residuelles


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Informations

  • Détails : 120 P.
  • Annexes : 87 REF.

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