Etude des contraintes résiduelles en usinage assisté par laser

par Ali Vali

Thèse de doctorat en Mécanique - Productique - Génie des procédés

Sous la direction de Jean-Paul Longuemard.


  • Résumé

    L'usinage assisté par laser (U. A. L. ) est un procédé qui permet d'améliorer l'usinage de matériaux difficile à usiner. Les essais réaliser en UAL montrent une diminution importante des efforts de coupe et une bonne amélioration d'état de surface. L’élaboration de surfaces mécaniques engendre des contraintes résiduelles superficielles. Une surface ayant une fonction mécanique, peut être caractérisée par un état lié aux caractéristiques de résistance mécanique des couches superficielles. Cette étude a pour but d'étudier le mécanisme d'usinage assisté par laser CO2 de l'acier XC42. Les deux phénomènes, transfert thermique dans la pièce et création des contraintes résiduelles sont présentes. Le mécanisme du transfert de chaleur lié à la superposition de l'action du faisceau laser et de la zone de cisaillement assimilée à une deuxième source en mouvement est étudié. Un modèle analytique de la répartition des contraintes résiduelles dans la pièce après l'usinage est présenté, après comparaison avec les résultats d'une simulation numérique. Les mesures des contraintes résiduelles ont été effectuées par la méthode de diffraction des rayons X, après l'enlèvement des couches successives de métal. La correction des contraintes résiduelles après l'enlèvement des couches est discuté. Dans l'état actuel l'usinage avec assistance laser provoque une réduction en valeur absolue des contraintes résiduelles avec un possible changement de type de ces contraintes. L’usinage assiste par laser mène à une réduction considérable des efforts de coupe pouvant atteindre 80% ou plus, une augmentation importante de la durée de vie de l'outil, une amélioration de l'état de surface et une modification de la répartition des contraintes résiduelles. Ces contraintes peuvent être choisies en fonction des conditions d'utilisation de la pièce à usiner. Ce qui implique un calcul de la puissance laser selon les conditions de coupe choisies permettant a la fois de réduire les efforts de coupe, d'augmenter la durée de vie de l'outil et d'obtenir la répartition des contraintes résiduelles adaptées a l'application de la pièce

  • Titre traduit

    Residual stresses in laser assisted machining


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Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. (52 réf.)

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 57794
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