Caracterisation en elastoplasticite et fatigue de contact de l'acier z100cd17 durci superficiellement par choc laser

par PHILIPPE VIRMOUX

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de G. INGLEBERT.

Soutenue en 1996

à Paris. ENSAM .

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  • Résumé

    Le traitement mecanique par choc laser change profondement les proprietes des couches de surface de l'acier z100cd17, acier a roulement dans les moteurs cryotechniques, par durcissement superficiel et introduction d'importantes contraintes residuelles de compression. Mais il est difficile, voire impossible, de prelever des eprouvettes d'essais mecaniques dans ces couches d'epaisseur de l'ordre du millimetre. En elastoplasticite, une methode inverse de caracterisation de ces couches est presentee. Cette methode repose sur la realisation experimentale et la modelisation par elements finis d'essais d'indentation spherique quasi-statiques, supposant que l'acier suit une loi d'ecrouissage cinematique lineaire. Cette etude permet non seulement la caracterisation des proprietes mecaniques des couches durcies par choc laser, et ainsi la mise en evidence de l'apport du traitement, mais egalement la definition des differents modes de comportement de l'acier traite en plasticite confinee. La validation de la methode inverse est assuree par la bonne correlation entre les profils de contraintes residuelles determines par la simulation numerique et ceux mesures par diffraction x. En fatigue de contact, des essais de compression ondulee bille sur plan en ambiance cryotechnique sont realises. Les analyses menees au niveau geometrique, mecanique, metallurgique et tribochimique, permettent de determiner le nombre optimal d'impacts de choc laser pour ameliorer la tenue en fatigue de contact de l'acier z100cd17. De plus, une etude theorique realisee a partir du critere de dang van, prenant en compte les heterogeneites de valeurs de contraintes residuelles en tout point de l'acier etudie, permet de definir un volume critique a la fissuration, et d'expliquer le principe d'amorcage et de propagation de la fissuration observee experimentalement


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  • Détails : 232 P.
  • Annexes : 94 REF.

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