Dimensionnement des structures à la fatigue thermomécanique PDF Download
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Author: Éric Charkaluk
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 156
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Book Description
UNE METHODE DE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES A LA FATIGUE THERMOMECANIQUE EST DEVELOPPEE, REPOSANT SUR QUATRE POINTS : _ LA CONNAISSANCE DU CHARGEMENT THERMIQUE ET MECANIQUE, _ LA MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DU MATERIAU, _ LA MODELISATION DE L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE THERMOMECANIQUE, _ LA DEFINITION D'UN CRITERE DE RUINE A L'ECHELLE DE LA STRUCTURE. LE CADRE DE CE TRAVAIL CONSISTE A DIMENSIONNER DES COLLECTEURS D'ECHAPPEMENT EN FONTE A GRAPHITE SPHEROIDAL AU SEIN DE BUREAUX D'ETUDES AUTOMOBILES. DEUX MODELES DE COMPORTEMENT ELASTOVISCOPLASTIQUE SONT PROPOSES : L'UN EST UN MODELE UNIFIE VISCOPLASTIQUE ET L'AUTRE, UN MODELE BICOUCHE ELASTOPLASTIQUE-VISCOELASTIQUE. CES DEUX MODELES SONT IMPLEMENTES DANS LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS ABAQUS. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES EST REALISEE A PARTIR D'ESSAIS ISOTHERMES. DES CALCULS DE STRUCTURES ELEMENTAIRES SOUMISES A DES CHARGEMENTS THERMIQUES AINSI QUE DE COLLECTEURS D'ECHAPPEMENT SONT REALISES. UNE APPROCHE ENERGETIQUE EST PROPOSEE POUR LA MODELISATION DE L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE THERMOMECANIQUE. ELLE REPOSE SUR LA DETERMINATION DE L'ENERGIE MECANIQUE TOTALE DISSIPEE PAR CYCLE DANS CHAQUE ELEMENT DE LA STRUCTURE CALCULEE. CETTE GRANDEUR MECANIQUE, ASSOCIEE A UN CRITERE DE RUINE, PERMET DE DIMENSIONNER DES STRUCTURES SOUMISES A DES SOLLICITATIONS MULTIAXIALES ANISOTHERMES. LA METHODE EST DIRECTEMENT APPLICABLE PAR LES CONCEPTEURS. ELLE A ETE VALIDEE SUR DE NOMBREUX RESULTATS D'ESSAIS ISOTHERMES ET ANISOTHERMES SUR EPROUVETTES AINSI QUE SUR PIECES PROTOTYPES.
Author: Éric Charkaluk
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Category :
Languages : fr
Pages : 156
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Book Description
UNE METHODE DE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES A LA FATIGUE THERMOMECANIQUE EST DEVELOPPEE, REPOSANT SUR QUATRE POINTS : _ LA CONNAISSANCE DU CHARGEMENT THERMIQUE ET MECANIQUE, _ LA MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DU MATERIAU, _ LA MODELISATION DE L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE THERMOMECANIQUE, _ LA DEFINITION D'UN CRITERE DE RUINE A L'ECHELLE DE LA STRUCTURE. LE CADRE DE CE TRAVAIL CONSISTE A DIMENSIONNER DES COLLECTEURS D'ECHAPPEMENT EN FONTE A GRAPHITE SPHEROIDAL AU SEIN DE BUREAUX D'ETUDES AUTOMOBILES. DEUX MODELES DE COMPORTEMENT ELASTOVISCOPLASTIQUE SONT PROPOSES : L'UN EST UN MODELE UNIFIE VISCOPLASTIQUE ET L'AUTRE, UN MODELE BICOUCHE ELASTOPLASTIQUE-VISCOELASTIQUE. CES DEUX MODELES SONT IMPLEMENTES DANS LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS ABAQUS. L'IDENTIFICATION DES PARAMETRES EST REALISEE A PARTIR D'ESSAIS ISOTHERMES. DES CALCULS DE STRUCTURES ELEMENTAIRES SOUMISES A DES CHARGEMENTS THERMIQUES AINSI QUE DE COLLECTEURS D'ECHAPPEMENT SONT REALISES. UNE APPROCHE ENERGETIQUE EST PROPOSEE POUR LA MODELISATION DE L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE THERMOMECANIQUE. ELLE REPOSE SUR LA DETERMINATION DE L'ENERGIE MECANIQUE TOTALE DISSIPEE PAR CYCLE DANS CHAQUE ELEMENT DE LA STRUCTURE CALCULEE. CETTE GRANDEUR MECANIQUE, ASSOCIEE A UN CRITERE DE RUINE, PERMET DE DIMENSIONNER DES STRUCTURES SOUMISES A DES SOLLICITATIONS MULTIAXIALES ANISOTHERMES. LA METHODE EST DIRECTEMENT APPLICABLE PAR LES CONCEPTEURS. ELLE A ETE VALIDEE SUR DE NOMBREUX RESULTATS D'ESSAIS ISOTHERMES ET ANISOTHERMES SUR EPROUVETTES AINSI QUE SUR PIECES PROTOTYPES.
Author: Claude Bathias
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118617223
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 279
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Book Description
The design of mechanical structures with predictable and improved durability cannot be achieved without a thorough understanding of the mechanisms of fatigue damage and more specifically the relationships between the microstructure of materials and their fatigue properties. Written by leading researchers in the field, this book, along with the complementary books Fatigue of Materials and Structures: Fundamentals and Application to Damage and Design (both also edited by Claude Bathias and André Pineau), provides an authoritative, comprehensive and unified treatment of the mechanics and micromechanisms of fatigue in metals, polymers and composites. Each chapter is devoted to one of the major classes of materials or to different types of fatigue damage, thereby providing overall coverage of the field. This book deals with multiaxial fatigue, thermomechanical fatigue, fretting-fatigue, influence of defects on fatigue life, cumulative damage and damage tolerance, and will be an important and much used reference for students, practicing engineers and researchers studying fracture and fatigue in numerous areas of materials science and engineering, mechanical, nuclear and aerospace engineering.
Author: S. Murakami
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 940159628X
Category : Science
Languages : en
Pages : 541
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These proceedings contain 48 innovative papers consolidating the development of creep research since 1990 and discussing the new horizons in this fundamental field of applied mechanics in the coming century. This volume is useful for researchers and graduate course students in the relevant fields.
Author: Sébastien Amiable
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 165
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L'objectif de cette thèse est la prévision de durée de vie de structures soumises à des chargements de fatigue thermique. Ce travail s'inscrit dans le cadre des études menées par le CEA sur les problèmes de fatigue thermique rencontrés sur le circuit RRA de Civaux. En particulier nous étudions l'essai SPLASH du CEA : une éprouvette est chauffée de manière continue et soumise cycliquement à un choc thermique. Ce chargement génère d'importants gradients thermiques en temps et en espace qui conduisent à l'initiation et la propagation d'un réseau de fissures. Nous avons proposé une nouvelle modélisation thermo-mécanique de cet essai et nous avons proposé un nouveau critère de fatigue pour prédire la durée de vie de l'éprouvette. Nous avons aussi proposé et comparé une série de techniques de coût et de complexité diverses pour estimer la réponse mécanique de l'éprouvette. Les implications pratiques de ce travail sont une remise en question des hypothèses utilisées dans les codes de dimensionnement RCC du CEA pour la simulation du choc thermique et l'interprétation en terme de fatigue de la structure. Ce travail permet d'ouvrir plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique du critère de fatigue par exemple
Author: Zakoua Guédé
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Languages : fr
Pages : 161
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Le comportement en fatigue thermique est extrêmement marqué par de nombreuses incertitudes. Le code de dimensionnement de l'industrie nucléaire, qui est particulièrement concernée par ce phénomène, prend en compte ces incertitudes en introduisant des marges de sécurité empiriques de sorte que le dimensionnement soit rendu conservatif. Toutefois, cette démarche ne permet pas de chiffrer le risque lié aux choix effectués. Il est donc intéressant d'introduire un cadre probabiliste global du dimensionnement en fatigue thermique. L'approche probabiliste du dimensionnement en fatigue thermique proposée dans cette étude est basée sur le principe du couplage mécano-fiabiliste dans le domaine temporel et un couplage mécano-fiabiliste dans le domaine fréquentiel. Ces méthodes sont appliquées à l'exemple d'un élément de tuyauterie soumis à un gradient de température dû à la circulation d'un fluide. Les résultats montrent qu'il est possible de mener complètement une analyse de fiabilité en fatigue thermique. Ils mettent en évidence que la dispersion des données d'essais de fatigue et le coefficient d'échange thermique entre le fluide et la structure sont les variables les plus importantes dans la fiabilité
Author: Zakoua Guédé
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131504907
Category :
Languages : fr
Pages : 188
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La fatigue thermique est marquée par de nombreuses incertitudes. Le code de dimensionnement de l'industrie nucléaire les prend en compte en introduisant des marges de sécurité empiriques de sorte que le dimensionnement soit rendu conservatif. Toutefois, cette démarche ne permet pas de chiffrer le risque lié aux choix effectués. Il est donc intéressant, dans ce cas, d'introduire un cadre probabiliste global. L'approche probabiliste proposée pour le dimensionnement en fatigue thermique est basée sur le principe du couplage mécano-fiabiliste. Elle est réalisée avec deux modèles, respectivement, dans les domaines temporel et fréquentiel. Le dimensionnement d'un élément de tuyauterie soumis à un gradient de température dû à la circulation d'un fluide est considéré. Les résultats montrent qu'il est possible de mener complètement une analyse de fiabilité en fatigue thermique. Ils mettent en évidence que la dispersion des données d'essais de fatigue et le coefficient d'échange thermique entre le fluide et la structure sont les variables les plus importantes dans la fiabilité.
Author:
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Category :
Languages : fr
Pages : 139
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Author: Medhi Salem
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 246
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Dans les conditions industrielles comme dans les essais de laboratoire, l'endommagement des aciers à outils de mise en forme à chaud, en particulier en fonderie sous pression d'aluminium, se fait par un couplage complexe entre Fatigue Thermique (FT) et mécanismes de dégradation sous l'effet de l'environnement. En effet, à partir de 500 °C sous air ambiant, une couche d'oxyde de fer duplex, constituée d'une partie interne riche en chrome et d'une partie externe pauvre en chrome, se forme sur la surface de l'acier. Par ailleurs, lors du contact avec l'alliage d'aluminium en fusion, l'interaction entre l'aluminium et le fer entraîne la croissance d'une couche intermétallique polyphasée. Nous avons développé une approche expérimentale consistant à découpler les sollicitations afin d'étudier les différents mécanismes d'endommagement de manière distincte ainsi que sous conditions complexes. Un essai de corrosion dans un bain fondu a permis d'étudier l'aluminisation entre l'alliage d'aluminium AlSi9Cu3 et l'acier à outil X38CrMoV5, en conditions statique et isotherme. L'évolution de l'épaisseur totale de la couche intermétallique, régie par la diffusion, est considérablement influencée par les phénomènes de dissolution notamment au-delà de 650 °C. D'autre part, un banc d'essai de FT par induction, travaillant sous différentes atmosphères et pressions partielles d'oxygène, a permis d'étudier les effets de l'oxydation. Des éprouvettes axisymétriques en forme de disque, vierges ou pré-aluminisées, ont été soumises à différents cycles thermiques (Tmin = 100 °C, Tmax de 550 à 650 °C à l'extrémité de l'éprouvette), avec une vitesse de chauffage constante (420 °C.s-1). À 550 °C, l'endommagement se fait par écaillage cyclique de la couche d'oxyde ; aucune macro-fissuration n'est observée jusqu'à 400 000 cycles. Au delà de cette température, lorsque la couche superficielle est compacte et adhérente, elle subit d'abord une micro-fissuration périodique et parallèle. À partir de ce réseau de " faïençage uni-axial ", plusieurs fissures macroscopiques se propagent successivement dans l'acier. En revanche, en l'absence de couche superficielle compacte, on n'obsreve pas de micro-fissuration préalable et les macro-fissures apparaissent simultanément lorsque la dureté de l'acier atteint un seuil d'adoucissement critique. La propagation des macro-fissures à l'échelle macroscopique se fait en mode I perpendiculairement à l'axe ortho-radial. Les macro-fissures atteignent des profondeurs différentes en fonction de leur nombre. Une analyse thermique et thermo-mécanique par éléments finis utilisant des lois de comportement " thermo-élasto-plastique " (EP) et " thermo-élasto-visco-plastique " (EVP) a été réalisée. Elle a montré que le choix du modèle est sans conséquence si le critère de durée de vie est basé sur l'amplitude de contrainte. Par contre, le modèle EVP se révèle plus adapté lorsque d'autres paramètres sont considérés (comme la contrainte maximale pour l'estimation de l'amorçage), car il tient compte des effets liés au temps (vitesse de sollicitation et évolution microstructurale). Le concept de la mécanique linéaire de la rupture a été utilisé pour modéliser les cinétiques de fissuration. Le Facteur d'Intensité de Contrainte (FIC) a été calculé en utilisant la fonction de poids développée par Bueckner. L'ouverture résiduelle des fissures mesurée à froid a permis de valider le calcul de FIC.
Author:
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ISBN:
Category : Nuclear energy
Languages : en
Pages : 680
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Author: Josserand Bassery
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 209
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L'objectif principal de cette étude est de prédire l'initiation du délaminage en fatigue dans un matériau composite en carbone/polysulfure de phénylène (PPS). Dans le domaine des transports comme l'aéronautique ou l'aérospatiale, de nombreuses applications sont réalisées en matériaux composites en raison de leur rapport résistance/masse volumique élevé. Les matrices thermoplastiques telles que le PPS témoignent d'un certain nombre d'avantages, tels que le recyclage, quand on les compare aux classiques résines thermodurcissables comme l'époxy. En effet, ce matériau peut présenter un taux de cristallinité et une température de transition vitreuse élevés et ainsi avoir de très bonnes propriétés thermomécaniques. Néanmoins avant de réaliser des pièces structurelles en composites thermoplastiques, une connaissance précise et globale du comportement mécanique est nécessaire aussi bien en statique, qu'en fatigue couplé au vieillissement. Plus particulièrement, au cours des essais de fatigue, lorsque le délaminage, défini comme le décollement entre couches adjacentes se produit, très souvent cela signifie une ruine rapide et totale de la structure. Ainsi, afin d'établir un critère capable de prévoir l'amorçage du délaminage, des essais de fatigue à différents niveaux de contraintes et des essais Arcan-Mines ont été réalisés. Cette étude présente une procédure d'évaluation de la résistance d'interfaces des matériaux composites soumis à des chargements cycliques. Enfin, nous proposons un critère fiable d'initiation au délaminage et sa validation pour le matériau étudié.
