Contribution à l'étude du comportement élastoplastique de surfaces métalliques rugueuses revêtues d'un métal de faible dureté

Contribution to the study of the elastoplastic behaviour of rough smooth-layered surfaces

• Auteur / Autrice : Tony Da Silva Botelho
• Direction : Jean Frêne, Geneviève Inglebert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élastoplasticité

Revêtement métallique

Joints d'étanchéité

Mécanique du contact

Résumé

Pour réaliser l'étanchéité statique en conditions sévères, il est parfois nécessaire d'utiliser des joints métalliques revêtus d'un métal de faible dureté serré entre deux brides métalliques usinées par tournage. Le revêtement permet aux surfaces respectives du joint et de la bride de øs'adapterø l'une à l'autre et ainsi d'obstruer les chemins de fuite potentiels. Pour une meilleure maîtrise des étanchéités statiques, il est nécessaire d'améliorer la connaissance des mécanismes qui en sont à l'origine. Cette thèse propose une description analytique de ces phénomènes du point de vue de la mécanique des solides. Le problème est abordé en deux étapes. Dans la première, on propose une modélisation analytique du comportement élastoplastique du contact linéique avec revêtement, renforcé par la description du contact ponctuel avec revêtement également. Le revêtement peut être solidaire du substrat (revêtement électrolytique) ou librement posé dessus (feuillet intercalaire laminé). Chaque modèle est validé expérimentalement. Dans la deuxième étape, les résultats précédents sont utilisés pour proposer un modèle de comportement de surfaces rugueuses orientées et revêtues sous chargement. La validation expérimentale de la modélisation utilise un montage de visualisation de l'aire réelle de contact sous charge.

To ensure tight sealing in severe environments, static seals are sometimes made of a soft-coated metal pressed against turned metallic flanges. The coating allows both surfaces of the seal and of the flange to "conform" to each other, thus ensuring an adequate sealing. To enhance static seals requires a better knowledge of the mechanical phenomena involved. The present thesis proposes an analytical model for the description of static sealing mechanics. The subject is divided into two successive parts. First, we develop an analytical model for the elastoplastic indentation of a layered half-space with a cylinder of infinite length. This model is reinforced with a model for the elastoplastic spherical indentation of a layered half-space. Both models support a bounded layer (electrolytic deposition) or a freely laid layer (laminate). In addition, both models were experimentally validated. In the second part, the previous results are incorporated into a model for the description of rough layered and oriented surfaces under load. The experimental validation of that description was based on a specific apparatus for viewing the real contact surface under load.