Comportement thermomécanique de structures alvéolaires pour pots catalytiques

par Angelos Germidis

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Eric Andrieu et de Georges Cailletaud.

Soutenue en 1996

à Paris, ENMP .

  • Titre traduit

    Thermo-mechanical behaviour of metallic honeycomb structures for catalytic converters


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  • Résumé

    Les structures alvéolaires en alliage réfractaire Fer-Chrome-Aluminium pour pot catalytique sont sollicitées à haute température en milieu oxydant. Les travaux menés sur le matériau et la structure ont visé à comprendre les mécanismes d’endommagement des pièces en service, principalement la ruine par oxydation ou couplage entre oxydation et fatigue thermomécanique. Le volet matériau a été étudié en trois temps : Etude microstructurale et cinétique du vieillissement. Etude du comportement mécanique du feuillard métallique à haute température (800-1000°C) et basses contraintes. Etude expérimentale et numérique du composite oxyde-métal et plus, particulièrement l’effet de renfort et les instabilités dimensionnelles isothermes et anisothermes. Ce travail fournit les éléments essentiels pour définir un traitement de pré-oxydation optimisant accrochage du wash-coat, protection contre l’oxydation et stabilité dimensionnelle. D’un point de vue plus fondamental, nous avons aussi étudié les déformations de croissance dans une couche d’oxyde reposant sur l’analyse d’essais spécifiques, le dispositif d’essais mécaniques pour feuillards minces développé au Centre des Matériaux et le code de simulation numérique Zebulon. Le volet structure a concerné le cas du monolithe métallique spirale. L’étude des propriétés élastiques locales du nid d’abeilles a mis en évidence l’importance de la géométrie exacte de la zone brasée sur le comportement de l’ensemble, et des deux microstructures extrêmes du monolithe spirale, en phase et en opposition de phase, qui présentent un comportement élastique et en cyclage thermique très différents. Une analyse mathématique a permis de déterminer la loi de répartition de ces deux phases en fonction du rapport L/e entre le pas et l’amplitude du feuillard ondulé. Un examen de pièces endommagées a confirmé l’influence de ce paramètre.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (343 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie

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