Fatigue Thermique à grand nombre de cycles d'un acier inoxydable austénitique

par Yanjun Wang

Projet de thèse en Mécanique des solides

Sous la direction de Ludovic Vincent et de François Hild.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec CEA/SRMA - Service de Recherches Métallurgiques Appliquées (laboratoire) et de École normale supérieure (Cachan, Val-de-Marne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    Lorsqu'une structure est soumise à un chargement thermique hétérogène, des dilatations empêchées génératrices de contraintes surviennent. Répétées un grand nombre de fois, elles peuvent conduire à un endommagement et une fissuration multiple du matériau par fatigue. Des essais de fatigue thermique à grand nombre de cycles seront réalisés sur un nouveau dispositif expérimental permettant d'imposer des impulsions laser cycliques. Des mesures de champs thermiques et cinématiques sans contact seront mises en œuvre pour à la fois déterminer les champs de température et de déformation mais également détecter l'amorçage précoce des fissures de fatigue. Le second objectif de cette thèse sera de fournir des résultats quantitatifs de fatigue thermique permettant d'évaluer s'il existe un effet (aggravant) de ce type de sollicitation sur la résistance du matériau, en présence ou non de contrainte moyenne uniaxiale ou biaxiale. Enfin, ces résultats d'essais permettront d'alimenter une modélisation probabiliste décrivant l'amorçage et le développement de réseaux de fissure par fatigue thermique.

  • Titre traduit

    High cycle thermal fatigue of austenitic steel


  • Résumé

    When a structure is submitted to a heterogeneous thermal loading, constrained dilatations appear and produce stress fields. Repeated a large number of times, they may induce material damage resulting in the development of crack networks. Some high cycle thermal fatigue tests will be performed on a new experimental device in which cylic laser pulses are imposed on a reduced area of the specimens. Contactless measurements of thermal and kinematic fields will be proposed both to identify thermal and strain fields on the impacted area and to detect crack initiation. Quantitative results obtained on this facility will be compared to results obtained in classical push-pull fatigue tests in order to determine whether such thermal loadings have detrimental effects on the fatigue resistance of the material in the presence or not of a uniaxial or biaxial mean stress. Eventually, these results will feed a probabilistic model that can describe the initiation and development of crack networks.