Mecanismes d'endommagements des materiaux abradables pour turbines : expertises, simulations

par SABINE LI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Daniel Treheux.

Soutenue en 1998

à l'ECL .

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  • Résumé

    Le rendement des moteurs aeronautiques depend en grande partie du controle des flux gazeux entre les parties fixes et les parties mobiles de la turbine. Un jeu minimal est assure grace aux materiaux abradables places sur le stator. Ils sont concus pour se degrader et proteger les aubes de turbine en cas de contact accidentel avec le logement. Le frottement pale / abradable constitue un systeme tribologique complexe dont de nombreux parametres sont inconnus. Il se produit, dans le cas particulier de la turbine haute pression, dans des conditions particulierement severes (vitesse en bout de pale atteignant 500m/s, temperatures depassant les 1000 c, environnement gazeux agressif). Des expertises de pieces reelles permettent d'identifier les mecanismes d'usure mis en jeu lors du contact (coupe, deformation plastique, transfert adhesif). Elles sont completees par des expertises d'essais de bancs d'abradabilite industriels qui mettent en evidence l'importance de certains parametres. Nous proposons une demarche simplifiee basee sur la reproduction des endommagements rencontres dans les cas reels par des essais de laboratoire simples et bien controles. Les essais de micropercussion et de fretting fournissent des sollicitations purement mecaniques et permettent de reproduire certaines transformations microstructurales rencontrees lors des expertises. L'effet de la temperature est etudie grace a trois tests. Le laser permet d'isoler les structures de recristallisation apres fusion. Les essais effectues sur le tribometre hef generent de hautes temperatures de contact et reproduisent les principaux mecanismes de degradation rencontres dans les cas reels. Enfin, les proprietes mecaniques des deux antagonistes sont comparees par thermocompression. Cet eventail d'essais simples permet d'expliquer le comportement des systemes abradables metalliques base mcraiy a haute temperature et pourra etre developpe pour l'etude de nouveaux systemes abradables.


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Informations

  • Détails : 262 P.
  • Annexes : 136 REF.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
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