Etude numerique et experimentale des eclissages aeronautiques somis a des chargements de traction et flexion

par Konan Koffi

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean Guillot.

Soutenue en 1999

à Toulouse, INSA .

mots clés

• Industrie aéronautique
• Avions -- Conception et construction
• Avions -- Cellules (aéronautique) -- Fatigue
• Assemblages à boulons -- Simulation par ordinateur
• Assemblages à boulons -- Essais (technologie)

Résumé

Les eclissages constituent l'un des elements les plus importants de la structure aeronautique. Les eclissages sont des assemblages boulonnes ou rivetes de pieces planes ou quasi-planes chargees dans le plan. Le but de ces travaux de these est d'ameliorer la conception de ces assemblages pour eviter des fissurations prematurees de fatigue. Nous avons montre par la technique des plans d'experiences, la meilleure disposition des boulons pour homogeneiser le transfert de charge aux lignes de fixations. La simulation numerique de differents types d'eclissage a montre l'existence d'un angle optimal de dessin des eclisses qui rend les fixations de la ligne extreme isocritiques. Une courbe donnant la valeur de cet angle en fonction du rapport de contrainte (traction/flexion) est proposee. Les resultats theoriques ont ete valides par des essais statiques et de fatigue sur une machine concue et realisee a cet effet. Une bonne correlation a ete obtenue entre les resultats des simulations numeriques et les essais statiques. Les essais de fatigue ont montre que la nouvelle disposition constructive a une endurance deux fois plus elevee que l'ancienne. Les recommandations qui ont ete faites pour la conception des eclissages de cadres d'avions civils devraient permettent d'ameliorer la performance de ces structures. Les resultats obtenus seront integres au manuel de conception de l'aerospatiale.

Titre traduit

Numerical and experimental study of aeronautical bolted joints submitted to tensile and bending forces

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