Méthodologie pour la prise en compte des contraintes résiduelles dans un calcul prévisionnel de durée de vie en fatigue de pièces en aluminium

par Shabnam Arbab Chirani

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques pour l'ingénieur

Sous la direction de Jian Lu.

Soutenue en 1998

à Troyes .


  • Résumé

    Les travaux qui font l'objet de cette thèse concernent la réalisation d'une démarche complète de prise en compte des contraintes résiduelles dans un calcul prévisionnel de durée de vie en fatigue. La mise au point de cette démarche nécessite trois phases principales. La première consiste à modéliser la trempe par la méthode des éléments finis. Afin de vérifier la validité du modèle, les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux obtenus par les méthodes du perçage pas à pas et de diffraction des neutrons. La deuxième étape consiste à étudier la relaxation des contraintes résiduelles dues à la trempe. Pour ce faire, nous utilisons une méthode simplifiée basée sur la nature du matériau ; dans ce cas il est nécessaire de tenir compte du changement des caractéristiques du matériau, survenu à la suite du traitement. La validité de la méthode est vérifiée en étudiant la relaxation des contraintes résiduelles dues au grenaillage. Le niveau des contraintes est déterminé de façon expérimentale. Ensuite, ces contraintes sont introduites dans la structure par des méthodes numériques. Dans le cas d'un matériau à durcissement cyclique, en utilisant les caractéristiques mécaniques monotones et la loi d'écrouissage isotrope linéaire, la relaxation des contraintes est estimée. La troisième phase consiste à mettre au point une méthode inverse pour définir les conditions de traitement thermique, à partir d'une durée de vie en fatigue fixée. Dans un premier temps, le champ de contraintes résiduelles admissible est déterminé en utilisant les criètres de fatigue multiaxiale et à partir de la durée de vie en fatigue désirée. Une fois ce champ admissible calculé, les conditions de traitement THERMIQUE SONT DEFINIES DE FACON A CE QUE L'ON OBTIENNE UN CHAMP DE CONTRAINTES RESIDUELLES PROCHE DU CELUI ADMISSIBLE. LA COMPARAISON ENTRE CES CHAMPS DE CONTRAINTES EST EFFECTUEE AU NIVEAU DES PRESSIONS HYDROSTATIQUES. CET ENSEMBLE DE METHODES D'ANALYSE ET DE SIMULATION PERMET DE FAIRE UNE VERITABLE APPROCHE D'INGENIERIE SIMULTANEE.

  • Titre traduit

    Residual stress integration methodology to calculate the expected fatigue life of aluminum parts


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Informations

  • Détails : 187 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 178-187

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