Etude de l'endommagement des matériaux pour face échappement des moteurs automobiles en service PDF Download
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Author: André Ebel (docteur en Science et Génie des Matériaux).)
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Languages : fr
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Book Description
Dans un contexte général de réduction de la pollution atmosphérique, l'industrie automobile cherche à augmenter le rendement des moteurs thermiques pour en limiter la consommation et les émissions. Pour satisfaire cet objectif, les températures de combustion sont en constante augmentation, ce qui entraîne une augmentation de la sollicitation thermique de la face d'échappement de ces moteurs. Ces pièces n'étant pas refroidies, elles sont exposées à des températures toujours plus élevées, ce qui nécessite une durabilité à haute température accrue des matériaux. Cette thèse a pour objectif d'évaluer la durabilité des pièces de fonderie de la face échappement telles que les collecteurs, corps de turbine ou turbo collecteurs réalisées en fonte GSSiMo+ et en acier inoxydable moulé 1.4826Nb à des températures supérieures à leur température maximale actuelle d'utilisation. Une première étape a porté sur l'effet de la vapeur d'eau sur l'oxydation de la surface pendant des traitements thermiques continus et cycliques et sur l'évolution associée de la microstructure. La seconde étape a porté sur l'effet de ces traitements thermiques sur les propriétés mécaniques à température ambiante. Enfin, un montage de fatigue thermomécanique par dilatation différentielle entre un support en carbure de silicium et une éprouvette métallique en V a été conçu pour être utilisé sur un banc d'oxydation cyclique sous atmosphère contrôlée afin d'étudier les mécanismes de fissuration et d'endommagement en fatigue thermomécanique ainsi que l'effet de l'environnement sur l'initiation de fissures dans ces conditions. L'augmentation de la température maximale des cycles thermiques appliqués de 700 à 800°C pour la fonte GS SiMo+ et de 850 à 950°C pour l'acier 1.4826Nb a pour principale conséquence une accélération de la perte de section par oxydation et une diminution des propriétés mécaniques du fait de l'évolution de la microstructure. Cette perte de section paroxydation est fortement accélérée en présence de vapeur d'eau. Les essais préliminaires réalisés avec le montage de fatigue thermomécanique ont permis de valider son dimensionnement et de mettre en avant les cycles thermomécaniques pour lesquels l'initiation et la propagation de fissures étaient les plus rapides sur des cycles 300-800°C pour la fonte et 300-950°C pour l'acier.Une plus ample campagne d'essai reste à réaliser pour évaluer les mécanismes de fissuration et l'effet de l'environnement en fonction de la température maximale.
Author: André Ebel (docteur en Science et Génie des Matériaux).)
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Dans un contexte général de réduction de la pollution atmosphérique, l'industrie automobile cherche à augmenter le rendement des moteurs thermiques pour en limiter la consommation et les émissions. Pour satisfaire cet objectif, les températures de combustion sont en constante augmentation, ce qui entraîne une augmentation de la sollicitation thermique de la face d'échappement de ces moteurs. Ces pièces n'étant pas refroidies, elles sont exposées à des températures toujours plus élevées, ce qui nécessite une durabilité à haute température accrue des matériaux. Cette thèse a pour objectif d'évaluer la durabilité des pièces de fonderie de la face échappement telles que les collecteurs, corps de turbine ou turbo collecteurs réalisées en fonte GSSiMo+ et en acier inoxydable moulé 1.4826Nb à des températures supérieures à leur température maximale actuelle d'utilisation. Une première étape a porté sur l'effet de la vapeur d'eau sur l'oxydation de la surface pendant des traitements thermiques continus et cycliques et sur l'évolution associée de la microstructure. La seconde étape a porté sur l'effet de ces traitements thermiques sur les propriétés mécaniques à température ambiante. Enfin, un montage de fatigue thermomécanique par dilatation différentielle entre un support en carbure de silicium et une éprouvette métallique en V a été conçu pour être utilisé sur un banc d'oxydation cyclique sous atmosphère contrôlée afin d'étudier les mécanismes de fissuration et d'endommagement en fatigue thermomécanique ainsi que l'effet de l'environnement sur l'initiation de fissures dans ces conditions. L'augmentation de la température maximale des cycles thermiques appliqués de 700 à 800°C pour la fonte GS SiMo+ et de 850 à 950°C pour l'acier 1.4826Nb a pour principale conséquence une accélération de la perte de section par oxydation et une diminution des propriétés mécaniques du fait de l'évolution de la microstructure. Cette perte de section paroxydation est fortement accélérée en présence de vapeur d'eau. Les essais préliminaires réalisés avec le montage de fatigue thermomécanique ont permis de valider son dimensionnement et de mettre en avant les cycles thermomécaniques pour lesquels l'initiation et la propagation de fissures étaient les plus rapides sur des cycles 300-800°C pour la fonte et 300-950°C pour l'acier.Une plus ample campagne d'essai reste à réaliser pour évaluer les mécanismes de fissuration et l'effet de l'environnement en fonction de la température maximale.
Author: Julia Keller
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Languages : fr
Pages : 236
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L’application des nouvelles normes internationales Euro 4 et Euro 5 concernant la pollution des moteurs à combustion interne impose aux constructeurs automobiles des progrès techniques au niveau du contact segment – chemise qui conduisent à une diminution de la consommation d’huile. Afin de pouvoir répondre à ces évolutions, deux pistes principales s’ouvrent pour les industriels et les scientifiques : l’optimisation du matériau de la chemise à travers ses propriétés intrinsèques et de l’état de surface de celle-ci à travers les paramètres de rodage. Dans ce contexte, nous avons analysé lors de cette thèse ces deux aspects pour différents types de fonte. Suite à une synthèse bibliographique (chapitre 1), qui nous a donné un aperçu sur les travaux déjà réalisés dans ce domaine, nous avons mené une étude complète sur une fonte à graphite lamellaire « classique » au travers de tests de frottement au tribomètre Cameron Plint (chapitre 3). Cette étude nous a permis d’obtenir des informations sur l’évolution du coefficient de frottement, de la résistance électrique de contact, de l’usure et de la pression de contact, ainsi que sur la formation du film tribochimique, au cours du frottement sous des conditions sévères. A partir de ces informations, un modèle concernant le comportement tribologique de ce contact a été proposé. Dans le chapitre 4, nous avons caractérisé une fonte trempée en surface qui a présenté une résistance à l’usure très élevée par rapport à la fonte « classique ». La trempe superficielle entraîne une augmentation des propriétés mécaniques (notamment de la dureté) en extrême surface de la chemise, ce qui induit une résistance à l’usure élevée. Cependant, l’inconvénient de cette fonte est l’usure importante du contre-corps dans les conditions expérimentales utilisées. Le chapitre 5 a été consacré à une autre voie d’amélioration de la résistance à l’usure : des eutectiques phosphoreux, des zones très dures dans la microstructure perlitique, ont été formés par l’ajout de phosphore et de bore à la composition chimique initiale de la fonte. La présence d’eutectiques phosphoreux a impliqué une diminution de l’usure de 30% par rapport à la fonte « classique » pour des chemises avec une topographie de surface identique. Le contre-corps ne s’est pas usé lors du frottement dans les conditions expérimentales utilisées. Nous avons constaté que le film tribochimique protecteur ne se crée pas sur des zones très dures, comme les eutectiques phosphoreux et les carbures de chrome. En revanche, ces zones présentent apparemment déjà une résistance à l’usure élevée sans la présence du tribofilm grâce à leurs propriétés mécaniques élevées. Le dernier chapitre (chapitre 6) a consisté à analyser l’influence de l’état de surface (paramètres de rugosité) de la chemise sur son comportement à l’usure. Des surfaces rodées, polies miroir ainsi que des surfaces « modèles » (présentant des vallées bien définies) ont été étudiées. Une surface ayant des paramètres Rpk et Rk faibles, donc très lisse, montre la meilleure résistance à l’usure. Cependant, des surfaces trop lisses ne peuvent pas être utilisées car la présence de vallées est indispensable pour garantir une alimentation suffisante en huile dans certains domaines de fonctionnement du moteur.
Author: Aly Tireira
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Languages : fr
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Cette thèse s'intéresse aux mécanismes de déformations et d'endommagement dans les alliages de coulée pour l'industrie automobile. Les études ont porté sur un alliage modèle contenant 12% de silicium et des éléments d'addition. Il a été fabriqué par le procédé squeeze-casting (coulée sous haute pression) au LKR de l'Université Technologique de Vienne avec laquelle cette thèse s'est déroulée en collaboration. Des essais de traction in situ dans le MEB ainsi que sous tomographie aux rayons X ont permis de suivre l'évolution des microstructures pendant le chargement. Une attention particulière a été portée sur les mécanismes d'initiation et de propagation de l'endommagement. Par ailleurs la technique de la corrélation d'images numérique 2D spécialement développée pour être appliquée à des images MEB a été utilisée pour mesurer les mécanismes d'endommagement à l'échelle des inclusions. Une attention particulièreest portée sur les mécanismes de localisation de la déformation. La corrélation d'images numériques 3D appliquée aux images tomographiques a permis une mesure précise de l'évolution de l'endommagement au cours du chargement. Les données expérimentales obtenues ont permis d'adapter un modèle d'endommagement de type GTN. Une dernière étape s'est consacrée à une modélisation micro mécaniques des microstructures. Des méthodes de caractérisations basées sur des hypothèses statistiques ont permis de mesurer et d'identifier des paramètres microstructuraux. Au regard des mécanismes de déformations et de la morphologie des particules de seconde phases, des microstructures modèles sont proposées pour simuler le comportement du matériau réel. Cette démarche servant essentiellement à simplifier les modèles éléments finis afin de gagner en temps de calcul, elle sert aussi à insérer des mécanismes complexes afin de serapprocher le plus possible du comportement réel du matériau.
Author: Aurélien Buteri
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Languages : fr
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L'automobile nécessite l'utilisation d'échangeurs thermiques permettant d'assurer au moteur des conditions de fonctionnement en température acceptables (autour de 90°C). La fiabilité de ces échangeurs ne peut être négligée car ils peuvent être à l'origine de complications mécaniques importantes en cas de dysfonctionnement. La maîtrise des divers modes d'endommagement des échangeurs thermiques liés aux conditions d'utilisation devient dès lors un enjeu incontestable pour les industriels en charge de leur production, tant du point de vue matériaux, que du comportement général de la structure en service (influence du procédé d'assemblage, design,...). Les échangeurs thermiques présentent aujourd'hui une sensibilité accrue aux sollicitations thermomécaniques cycliques induites en service, du fait, essentiellement, d'une constante diminution des épaisseurs des composants. Celle-ci est responsable d'une augmentation significative des contraintes internes pour des conditions en service identiques, pouvant avoir pour conséquence directe et irréversible la rupture d'un tube, témoin d'une incompatibilité matière/design/process. Deux configurations matières industrielles ont ici été étudiées. Il s'agit de structures tri-couches colaminées de type tube, constituées respectivement de deux et trois alliages d'aluminium distincts (4xxx/3xxx/4xxx ou 4xxx/3xxx/7xxx), pour une épaisseur totale de 270μm. Ces dernières ont été développées pour permettre l'utilisation du procédé de brasage comme procédé d'assemblage (alliage 4xxx). Toutefois, une telle architecture, combinée à un procédé thermique d'assemblage sévère (600°C), est responsable d'une modification profonde de la microstructure avec l'apparition de structures de solidification, responsables entre autres de nombreuses irrégularités de surface (appelées Gouttes de Placage Résiduelles - GPR) ainsi que d'importants gradients de propriétés mécaniques dans l'épaisseur. Ces travaux de recherche s'appuient sur une approche expérimentale et numérique développée pour étudier les mécanismes d'endommagement en fatigue relatifs à de telles structures fines hétérogènes. Associant diverses techniques expérimentales telles que la corrélation d'images numériques (2D-3D) ou la tomographie à rayons X (de laboratoire ou à l'ESRF), elle permet une analyse précise des mécanismes d'amorçage et de propagation des fissures de fatigue (sur éprouvette de fatigue classique ou de type échangeur thermique). Le rôle des différents placages dans chacune des phases de l'endommagement a ainsi été mis en évidence (4xxx : amorçage, 7xxx : propagation des fissures). Des simulations par la méthode des éléments finis nous ont permis de compléter ces observations en proposant une quantification précise de l'influence de l'état de surface (GPR) sur la tenue en fatigue des éprouvettes testées. Enfin, des essais de fatigue réalisés directement sur échangeurs thermiques ont permis de corroborer les résultats obtenus sur éprouvettes modèles.
Author: Gabriel Surenne
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Category : Dictionaries (English-French).
Languages : en
Pages : 580
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Author: Michael Karmis
Publisher: SME
ISBN: 9780873352000
Category : Medical
Languages : en
Pages : 480
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This book focuses on instilling a safety culture and fostering the ability to recognize and manage health and safety responsibilities and requirements. It details effective and safety management systems and concentrates on safety and health hazard anticipation, identification, evaluation, and control.
Author: John Henry Lorentz
Publisher: Historical Dictionaries of Asia, Oceania, and the Middle East
ISBN:
Category : History
Languages : en
Pages : 570
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Provides an overview of specific events, movements, people, political and social groups, places, trends, and chronology. Allows for considerable exploration of a number of historical and contemporary topics and issues. The modern period, defined as 1800-present, is covered extensively.
Author: Gerqard Heinicke
Publisher: Oxford University Press, USA
ISBN: 9780195207316
Category :
Languages : en
Pages : 496
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This volume provides a comprehensive introduction to the scientific and technical aspects of tribochemistry, a field concerned with the chemical reactions initiated by mechanical energy. The relevant theoretical background, recent innovations and results, and the possibilities of expanding industrial applications are covered.
Author: United States. National Aeronautics and Space Administration. Scientific and Technical Information Division
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Category : Aeronautics
Languages : en
Pages : 338
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Brief definitions "intended to be as clear as possible to the non-expert, but accuracy has not been compromised for the sake of readability. Mathematics has been used where necessary to avoid ambiguity."--Intro. Published 1965.
Author: Shahid Javed Burki
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Category : History
Languages : en
Pages : 472
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Pakistan is unlike most other countries in the emerging world. It is one of the two nations – the other being the state of Israel – founded on the basis of religion. Although it was created to provide a homeland for the Muslim community of British India, in its original form it was able to accommodate only about half of the people of Islamic faith who lived in the subcontinent. Pakistan’s birth in 1947 resulted in one of the largest movements of people in human history when some 14 million people left their homes, with 8 million Muslims leaving India for what is now Pakistan and 6 million Hindus and Sikhs moving in the opposite direction. This was the first large-scale incidence of ethnic cleansing the world was to witness. --
