Determination des contraintes residuelles par diffraction des neutrons. Application au grenaillage de precontrainte

par ANNE GAROT-PIANT

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Alain Lodini.

Soutenue en 1996

à Reims .

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  • Résumé

    Ce travail porte sur la determination des contraintes par les methodes de diffraction, et plus particulierement de la diffraction des neutrons. Il permet de determiner l'etat de contraintes a la surface d'un materiau, ce genre de travail etant habituellement realise par la diffraction des rayons x. Apres avoir rappele les differentes theories mecaniques (lois de l'elasticite) et de diffraction (loi de bragg) permettant d'acceder a l'etat de contraintes du premier et second ordre, l'appareillage utilise est presente. La suite de cette etude met en evidence pour la premiere fois l'interet des neutrons pour la determination des contraintes de surface. Le pouvoir de penetration des neutrons dans la matiere (de l'ordre de quelques mm dans un acier) permet d'acceder a l'etat de contraintes dans les materiaux de facon non destructive, contrairement a la methode de diffraction des rayons x, qui pour atteindre les couches inferieures des materiaux, implique un polissage electrochimique de la surface. Le volume de matiere etudie est determine grace a des diaphragmes places sur les faisceaux incident et diffracte. Jusqu'a present les fentes utilisees avaient pour largeur 500 m. Pour la premiere fois, nous avons utilise sur le diffractometre g5-2 de nouvelles fentes de largeur 300m. L'installation de ce systeme permet alors de determiner avec plus d'exactitude le profil des contraintes dans le materiau. Cette nouvelle methode s'applique plus particulierement a la determination du profil de contraintes engendrees par un traitement mecanique de surface, le grenaillage de precontrainte. Ce traitement consiste a bombarder la surface du materiau, a l'aide de petites billes d'acier, de ceramique ou de verre suivant l'effet desire. Ce traitement introduit un fort gradient de compression en surface dans le but d'ameliorer la duree de vie des materiaux. Au cours des mesures experimentales, nous avons observe l'existence d'une contrainte normale a la surface, inhabituelle dans ce genre de traitement. Pour conclure, nous avons modelise le grenaillage de precontrainte par une approche dynamique grace au logiciel plexus


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Informations

  • Détails : VOL.,146 P.
  • Annexes : 67 REF.

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