Influence du procédé de perçage sur l'intégrité de surface et la tenue en fatigue de pièces percées en AA2024-T351 PDF Download
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Author: Alexandra Lacombe
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Languages : fr
Pages : 177
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Book Description
Dans les structures aéronautiques, les trous percés constituent des zones critiques à partir desquelles des endommagements peuvent s'initier en fatigue. En fonction des paramètres et des procédés de perçage employés, les industriels constatent des différences significatives de tenue en fatigue des structures percées. Ces travaux de thèse visent à apporter des éléments de compréhension à cette problématique industrielle, pour le cas pièces percées en AA2024-T351. Ils portent sur l'étude de configurations de perçage industrielles et se focalisent sur deux procédés de perçage : le perçage orbital qui est un procédé présentant de nombreux avantages économiques potentiels et le perçage axial qui est le procédé de perçage conventionnel. L'objectif des travaux est d'évaluer l'impact de la configuration de perçage sur la tenue en fatigue de la pièce percée, mais aussi sur l'intégrité de surface du trou percé. Cela doit permettre d'identifier les paramètres de l'intégrité de surface pilotant la tenue en fatigue et les paramètres majeurs du procédé de perçage contrôlant l'intégrité de surface. La première étape des travaux a été de mener des essais de fatigue afin d'évaluer la performance en fatigue de différentes configurations de perçage. Ceux-ci ont révélé des écarts significatifs de durée de vie en fatigue entre certaines configurations de perçage. La seconde étape a consisté à caractériser expérimentalement l'intégrité de surface des trous percés. Celle-ci a été guidée par un modèle éléments finis prédictif de la profondeur de matériau affectée en sous-surface du trou et de nouvelles méthodes d'analyse (comme la "HOCT") ont dû être envisagées pour certains aspects de l'intégrité de surface dû à la faible profondeur affectée. Cette campagne a montré l'influence prépondérante des aspects internes de l'intégrité de surface (écrouissage et contraintes résiduelles) sur la tenue en fatigue. Enfin, la dernière étape des travaux visait à étudier l'impact des paramètres du procédé de perçage sur l'intégrité de surface. Pour cela, un modèle éléments finis de coupe orthogonale a été développé. L'influence prépondérante de la géométrie de l'outil sur l'intégrité de surface a été montrée.
Author: Alexandra Lacombe
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Languages : fr
Pages : 177
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Book Description
Dans les structures aéronautiques, les trous percés constituent des zones critiques à partir desquelles des endommagements peuvent s'initier en fatigue. En fonction des paramètres et des procédés de perçage employés, les industriels constatent des différences significatives de tenue en fatigue des structures percées. Ces travaux de thèse visent à apporter des éléments de compréhension à cette problématique industrielle, pour le cas pièces percées en AA2024-T351. Ils portent sur l'étude de configurations de perçage industrielles et se focalisent sur deux procédés de perçage : le perçage orbital qui est un procédé présentant de nombreux avantages économiques potentiels et le perçage axial qui est le procédé de perçage conventionnel. L'objectif des travaux est d'évaluer l'impact de la configuration de perçage sur la tenue en fatigue de la pièce percée, mais aussi sur l'intégrité de surface du trou percé. Cela doit permettre d'identifier les paramètres de l'intégrité de surface pilotant la tenue en fatigue et les paramètres majeurs du procédé de perçage contrôlant l'intégrité de surface. La première étape des travaux a été de mener des essais de fatigue afin d'évaluer la performance en fatigue de différentes configurations de perçage. Ceux-ci ont révélé des écarts significatifs de durée de vie en fatigue entre certaines configurations de perçage. La seconde étape a consisté à caractériser expérimentalement l'intégrité de surface des trous percés. Celle-ci a été guidée par un modèle éléments finis prédictif de la profondeur de matériau affectée en sous-surface du trou et de nouvelles méthodes d'analyse (comme la "HOCT") ont dû être envisagées pour certains aspects de l'intégrité de surface dû à la faible profondeur affectée. Cette campagne a montré l'influence prépondérante des aspects internes de l'intégrité de surface (écrouissage et contraintes résiduelles) sur la tenue en fatigue. Enfin, la dernière étape des travaux visait à étudier l'impact des paramètres du procédé de perçage sur l'intégrité de surface. Pour cela, un modèle éléments finis de coupe orthogonale a été développé. L'influence prépondérante de la géométrie de l'outil sur l'intégrité de surface a été montrée.
Author: Vincent Chomienne
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Languages : fr
Pages : 175
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Book Description
Ce mémoire présente une méthode visant à mettre en évidence l'influence de l'intégrité de surface obtenue en tournage, sur la fatigue de l'acier 15-5PH. Le travail réalisé consiste à développer des moyens d'obtention de surfaces à intégrités maitrisées, puis à réaliser des essais de fatigue pour observer l'influence des paramètres d'intégrité. Les procédés de tournage et de galetage sont utilisés pour obtenir des lots d'éprouvettes possédant différentes intégrités de surfaces. Ces éprouvettes sont ensuite toutes caractérisées, en rugosité et contraintes résiduelles, de manières non destructives. Certaines éprouvettes font l'objet d'analyses complémentaires pour caractériser l'état de la matière sous la surface. Ces analyses permettent de constituer des lots d'éprouvettes possédant des caractéristiques de surfaces très proches. Toutefois, il a été mis en évidence une très grande sensibilité de l'intégrité de surface générée, vis-à-vis du diamètre de la pièce usinée, ce qui se traduit par une dispersion importante des intégrités de surface obtenues. Les lots constitués sont ensuite testés en fatigue sur une machine de flexion rotative (R = -1) selon la méthode Staircase. Cette méthode permet de déterminer la limite d'endurance avec 50 % de probabilité de rupture pour un nombre de cycles donné. Les résultats sont ensuite confrontés aux intégrités de surface des lots pour déterminer les caractéristiques les plus influentes. Une comparaison des données expérimentales est réalisée avec les modèles de la littérature. Il est montré que ces modèles ne parviennent pas à décrire de manière satisfaisante le comportement en fatigue vis à vis de la rugosité ou du niveau de contraintes résiduelles. L'analyse de ces résultats montre que le profil de contraintes résiduelles, dans le cas du 15-5PH, est la caractéristique la plus influente sur la tenue en fatigue. La rugosité n'apparait pas comme un facteur d'influence notable, à l'exception des cas où les contraintes résiduelles ont un niveau très faible. Des pistes d'améliorations sont enfin suggérées pour améliorer la prise en compte de l'intégrité de surface dans le cadre d'un dimensionnement en fatigue.
Author: ADIL MASOOD.. ALAM
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Languages : fr
Pages : 208
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Book Description
DANS LA PLUPART DES CAS DE RUPTURE EN FATIGUE, LES FISSURES SE DEVELOPPENT A PARTIR DE LA SURFACE OU D'UNE ZONE TRES PROCHE DE LA SURFACE DES PIECES. CETTE SURFACE JOUE DONC UN ROLE IMPORTANT DANS LA TENUE DES PIECES SOUMISES A UN ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE. LES PARAMETRES GENERALEMENT RETENUS POUR DEFINIR L'ETAT DE SURFACE SONT LA RUGOSITE, LES CONTRAINTES RESIDUELLES ET LA DURETE SUPERFICIELLE. CET ETAT DE SURFACE DEPEND DU MODE DE FABRICATION ET DE LA GAMME D'USINAGE DES PIECES. AINSI DANS LE CADRE DE CETTE THESE, L'INFLUENCE DES CONDITIONS DE TOURNAGE SUR L'ETAT DE SURFACE D'UN ACIER A42 A ETE ETUDIEE COMME UN PREALABLE A L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE L'ETAT DE SURFACE SUR LA TENUE EN FATIGUE DE CE MATERIAU. FACE A LA DIVERSITE DES PARAMETRES MACHINE-OUTIL EN TOURNAGE, LA TECHNIQUE DU PLAN D'EXPERIENCES A ETE UTILISEE. DE NOUVEAUX MODELES EMPIRIQUES RELIANT LA RUGOSITE ET LES CONTRAINTES RESIDUELLES AUX PARAMETRES DE TOURNAGE ONT ETE PROPOSEES. LES GAMMES DE TOURNAGE CREANT DES COMBINAISONS EXTREMES DES CARACTERISTIQUES DE L'ETAT DE SURFACE DES PIECES, ONT ETE CHOISIES POUR FABRIQUER LES EPROUVETTES DE FATIGUE. LES ESSAIS DE FATIGUE EN TRACTION-COMPRESSION ONT ETE EFFECTUES SUR CINQ SERIES D'EPROUVETTES REPRESENTANT CHACUNE UNE GAMME D'USINAGE DIFFERENTE. LE RESULTAT DES ESSAIS N'A PAS DONNE DE RELATION IMMEDIATE ENTRE LA RUGOSITE OU LES CONTRAINTES RESIDUELLES ET LE NOMBRE DE CYCLES A RUPTURE EN FATIGUE. LES OBSERVATIONS METALLOGRAPHIQUES ONT INDIQUE DANS LA SOUS-COUCHE DES SURFACES USINEES LA PRESENCE D'UNE ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT DUE A L'ACTION DE L'OUTIL COUPANT. L'EPAISSEUR DE CETTE ZONE SOUS LA SURFACE DE L'EPROUVETTE VARIE AVEC LA GAMME DE TOURNAGE UTILISEE POUR CREER CETTE SURFACE. LA DUREE DE VIE EN FATIGUE DES EPROUVETTES SEMBLE AUGMENTER EN PROPORTION AVEC L'EPAISSEUR DE LA ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT. CE PHENOMENE EST DECRIT PAR UN MODELE BASE SUR L'INFLUENCE DE LA TAILLE DE GRAINS SUR LA TENUE EN FATIGUE DES MATERIAUX. LE NOMBRE DE CYCLES A RUPTURE CALCULE A L'AIDE DU MODELE CONFIRME LA TENDANCE DE LA DUREE DE VIE EN FATIGUE A AUGMENTER AVEC L'EPAISSEUR DE LA ZONE DEFORMEE PLASTIQUEMENT.
Author: Kamel Moussaoui
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Languages : fr
Pages : 184
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Book Description
L'objectif de cette étude est de décrire l'influence de l'usinage sur la durée de vie en fatigue de pièces aéronautiques en alliage de titane (Ti6Al4V). L'approche proposée comporte trois étapes principales. Dans la première étape, nous étudions l'influence de l'usinage sur l'intégrité de surface. C'est un problème multivariable et complexe, et pour le résoudre nous avons utilisé la méthode des plans d'expériences. Cette méthode a permis de mettre en évidence les paramètres d'usinage influents sur l'intégrité de surface. La seconde étape s'attache à étudier l'influence de l'intégrité de surface sur la durée de vie en fatigue. L'influence prépondérante des contraintes résiduelles en surface sur la durée de vie en fatigue a été observée. En effet, elles semblent être un bon indicateur permettant de prédire et d'optimiser la durée de vie en fatigue. La troisième étape s'attache à développer l'articulation des deux étapes précédentes pour optimiser la durée de vie en fatigue à partir des paramètres d'usinage. Des essais ont été menés avec des conditions d'usinage optimisées. La durée de vie en fatigue a été multipliée par un facteur 2,7 par rapport aux conditions industrielles standards. Avec cette dernière étape, nous définissons une nouvelle stratégie d'usinage, à contre courant des tendances actuelles, qui consiste à réaliser l'usinage en une seule passe avec de faibles vitesses de coupe et une profondeur de passe importante.
Author: P.R.N. Childs
Publisher: Butterworth-Heinemann
ISBN: 0080524028
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 420
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Book Description
Metal machining is the most widespread metal-shaping process in the mechanical manufacturing industry. World-wide investment in metal machining tools increases year on year - and the wealth of nations can be judged by it. This text - the most up-to-date in the field - provides in-depth discussion of the theory and application of metal machining at an advanced level. It begins with an overview of the development of metal machining and its role in the current industrial environment and continues with a discussion of the theory and practice of machining. The underlying mechanics are analysed in detail and there are extensive chapters examining applications through a discussion of simulation and process control. "Metal Machining: Theory and Applications" is essential reading for senior undergraduates and postgraduates specialising in cutting technology. It is also an invaluable reference tool for professional engineers. Professors Childs, Maekawa, Obikawa and Yamane are four of the leading authorities on metal machining and have worked together for many years.Of interest to all mechanical, manufacturing and materials engineersTheoretical and practical problems addressed
Author: Géraldine Perrin
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 370
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Book Description
Author: Adrien Cellier
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette étude s'est focalisée sur l'influence d'une opération de fraisage sur l'intégrité de surface et la durée de vie en fatigue des pièces usinées en titane (Ti-6Al-4V). L'influence des paramètres géométriques tels que les angles de coupe et les rayons de bec sur la performance de l'outil à savoir la durée de vie de l'outil est analysée. Une deuxième partie est consacrée à l'influence des paramètres géométriques sur l'intégrité de surface définie par des facteurs tels que la topographie, les contraintes résiduelles, la dureté et la microstructure. Afin de déterminer la nature des contraintes résiduelles, une approche thermomécanique a été utilisée. Une relation entre les contraintes résiduelles et la dureté sous la surface usinée est établie. Une dernière partie est dédiée à la l'étude de la fatigue des pièces en titane usinées selon les différents paramètres géométriques. Une comparaison des limites d'endurance expérimentales et analytiques issue de la littérature a permis de déterminer les paramètres influents de l'intégrité de surface sur la performance en fatigue. Une analyse fractographique a révélé les phénomènes liés à l'usinage influençant la rupture du matériau.
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Languages : fr
Pages : 156
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Book Description
La superfinition des pièces en acier dur, tels que les roulements, par Usinage de Haute Précision (UHP) est devenue une alternative très compétitive et plus écologique à la rectification conventionnelle. Cependant, pour que cette alternative soit crédible, il est impératif qu'elle fournisse une intégrité de surface au moins comparable. Plusieurs développements ont été menés sur la machine UHP du laboratoire Roberval et ont permis d'usiner l'acier à roulement 100 Cr6 (62 HRC). Pour caractériser la topographie de surface, une étude comparative de trois différents instruments de mesure de rugosité a été menée. L'analyse multi-échelle a montré que le profilomètre tactile est l'instrument de mesure le plus performant. Ensuite, une étude sur le choix des paramètres de rugosité les plus pertinents a été menée. Il a été déterminé que la développée relative du profil (Lr) et la rugosité moyenne (Ra) sont le couple de paramètres de rugosité le plus pertinent. Une caractérisation structurale réalisée à l'aide de différentes techniques (MEB, EDS, DXDE, DRX et nanoindentation) a permis de montrer que l'UHP des roulements induit des modifications de la microstructure en surface. Une simulation expérimentale de fatigue a montré que la rugosité a une influence significative sur la durée de vie. Le galet de roulement peut atteindre 5,2 millions de cycles avec une très faible rugosité (Ra = 0,1 μm) contre 320 000 cycles avec une rugosité élevé (Ra = 0,25 μm). En comparaison avec la rectification conventionnelle, l'UHP offre une durée de vie en fatigue de contact 3 fois supérieure. Par conséquence, il est envisageable que l'UHP devienne une alternative à la rectification conventionnelle.
Author: SANDRINE.. BRUNET
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Languages : fr
Pages :
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Book Description
LA REALISATION DES PIECES VITALES AERONAUTIQUES DOIT REPONDRE AUX TROIS CRITERES DE QUALITE QUE SONT LA TOLERANCE DIMENSIONNELLE, L'ETAT DE SURFACE ET LA TENUE EN FATIGUE. IL EST DONC IMPORTANT D'ESTIMER L'INFLUENCE DES CONDITIONS DE COUPE SUR L'INTEGRITE D'UNE SURFACE USINEE VIS-A-VIS DE LA FATIGUE. CETTE ETUDE S'EST BASEE SUR L'INVESTIGATION DU DOMAINE DE VALIDITE DE PLUSIEURS COUPLES OUTIL/MATIERE PARAMETRES POUR UNE LOGICIEL DE COUPE OPTIMISEE. AINSI DES ESSAIS DE TOURNAGE EN CHARIOTAGE ONT ETE PRATIQUES SUR L'ACIER 30 CND 16, SUR L'ALLIAGE DE TITANE TA6V ET DE FRAISAGE SUR L'ALLIAGE D'ALUMINIUM 7075 T 7351. LES CONTRAINTES RESIDUELLES ONT ETE ANALYSEES PAR LA METHODE DE LA DIFFRACTION DES RAYONS X. DES ESSAIS DE FATIGUE EN FLEXION PLANE ONDULEE SUR DES EPROUVETTES TOURNEES ET FRAISEES ONT ETE REALISES. DES GAINS IMPORTANTS SUR LA LIMITE D'ENDURANCE POUR LE TOURNAGE DU 30 CND 16 ET LE FRAISAGE EN ROULANT DU 7075 T 7351 PEUVENT ETRE OBTENUS EN FONCTION DES CONDITIONS DE COUPE APPLIQUEES. UNE CORRELATION A PU ETRE ETABLIE ENTRE LES CONTRAINTES RESIDUELLES DE CES DEUX CAS D'USINAGE ET LA TENUE EN FATIGUE. POUR LES DEUX AUTRES CAS, L'ETAT DE SURFACE GEOMETRIQUE GROSSIER EST PREPONDERANT SUR L'ETAT DE SURFACE MECANIQUE ET PENALISE LA TENUE EN FATIGUE DES EPROUVETTES
Author: Volker Schulze
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527607161
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 375
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Book Description
The only comprehensive, systematic comparison of major mechanical surface treatments, their effects, and the resulting material properties. The result is an up-to-date, full review of this topic, collating the knowledge hitherto spread throughout many original papers. The book begins with a description of elementary processes and mechanisms to give readers an easy introduction, before proceeding to offer systematic, detailed descriptions of the various techniques and three very important types of loading: thermal, quasistatic, and cyclic loading. It combines and correlates experimental and model aspects, while supplying in-depth explanations of the mechanisms and a very high amount of exemplary data.
