Détermination des contraintes résiduelles par interférométrie de Moiré et méthode de perçage du trou incrémental

par Zhu Wu

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques pour l'ingénieur

Sous la direction de Jian Lu.

Soutenue en 1998

à Troyes .


  • Résumé

    Une nouvelle methode de mesure de contrainte residuelle est developpee dans cette etude. Elle combine l'interferometrie de moire avec la technique de percage de trou incremental. Le developpement theorique de cette methode est presente dans le cas d'une contrainte residuelle uniforme dans le plan dans un milieu homogene isotrope et continu. La relation entre les deplacements de surface dans le plan produits par l'introduction d'un trou non debouchant et les contraintes residuelles correspondantes est etablie en employant une solution en serie de fourier au premier ordre contenant un ensemble de coefficients indetermines. Ces coefficients sont etalonnes par le biais d'une methode par elements finis tridimensionnelle et sont en general calcules sans dimension. Les deplacements de l'ensemble du champ produits par la relaxation de contraintes residuelles sont obtenus par interferometrie de moire apres chaque increment de percage. Un appareillage experimental a ete concu combinant un ensemble optique pour l'interferometrie de moire avec un dispositif de percage incremental qui permet des operations alternatives avec un repositionnement precis du dispositif de percage et de celui de mesure de deplacement pour chaque etape. A l'aide d'un systeme de haute precision, la methode par interferometrie de moire et percage du trou incremental est mise en oeuvre dans le cadre de deux experiences pour determiner la distribution en profondeur des contraintes residuelles dans un echantillon grenaille et dans un boitier electronique pbga. La solution par serie de fourier au premier ordre a ete etablie en faisant l'hypothese de contraintes residuelles dans le plan et uniformes. Nous montrons alors que cette solution est encore adaptee aux contraintes residuelles avec un gradient dans le plan. Deux experiences sont conduites. Le gradient de contrainte residuelle dans le plan dans une plaque mince comprenant une soudure laser et la distribution de contrainte residuelle non uniforme dans le plan dans le cas d'un echantillon grenaille sont obtenus. Cette methode est egalement etendue aux materiaux orthotropes. Une solution par serie de fourier d'un ordre superieur est proposee pour les materiaux composites lamines orthotropes. Le niveau moyen de contrainte residuelle dans chaque pli d'un materiau composite lamine carbone/epoxy o 2/90 2 2 s est determinee. Cette methode est precise, simple et pratique. Plusieurs applications dans le champ des contraintes residuelles sont prevues.

  • Titre traduit

    Measurement of residual stresses using Moiré interferometry and incremental hole-drilling method


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Informations

  • Détails : 224 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 215-224

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  • Bibliothèque : Université de Technologie. Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE 98 WU
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