Utilisation d'un scanner médical pour l'étude de l'endommagement des alliages d'aluminium et leurs composites PDF Download
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Author: Mario Alberto Gonzalez Garza
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Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
Cette étude porte sur l'application de la tomographie a rayons X pour le contrôle et la caractérisation des alliages d'aluminium et leurs composites. Le travail propose permet de fournir une meilleure compréhension de l'interaction entre les photons X et la matière afin d'interpréter convenablement les résultats obtenus par cette technique. A ce propos, nous présentons dans la première partie un bilan théorique de l'interaction entre les photons X et la matière. Puis, nous analysons les différents paramètres qui interviennent dans la reconstruction d'une image afin de proposer une méthodologie d'utilisation de l'appareil médical dans le domaine industriel. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier quelques applications industrielles appartenant à la production et à la recherche dans cette discipline. Les résultats montrent qu'à l'échelle macroscopique le scanner apporte des renseignements importants pour la détection des défauts de fonderie et l'analyse dimensionnelle. A l'échelle mésoscopique il est aussi utile pour la mise en évidence de la distribution des renforts et des porosités. Finalement, il a été montré par des essais de déformation plastique, que la résolution du scanner permet de distinguer la taille des grains et la texture des échantillons.
Author: Mario Alberto Gonzalez Garza
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Category :
Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
Cette étude porte sur l'application de la tomographie a rayons X pour le contrôle et la caractérisation des alliages d'aluminium et leurs composites. Le travail propose permet de fournir une meilleure compréhension de l'interaction entre les photons X et la matière afin d'interpréter convenablement les résultats obtenus par cette technique. A ce propos, nous présentons dans la première partie un bilan théorique de l'interaction entre les photons X et la matière. Puis, nous analysons les différents paramètres qui interviennent dans la reconstruction d'une image afin de proposer une méthodologie d'utilisation de l'appareil médical dans le domaine industriel. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier quelques applications industrielles appartenant à la production et à la recherche dans cette discipline. Les résultats montrent qu'à l'échelle macroscopique le scanner apporte des renseignements importants pour la détection des défauts de fonderie et l'analyse dimensionnelle. A l'échelle mésoscopique il est aussi utile pour la mise en évidence de la distribution des renforts et des porosités. Finalement, il a été montré par des essais de déformation plastique, que la résolution du scanner permet de distinguer la taille des grains et la texture des échantillons.
Author: Philippe Fosso
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Languages : fr
Pages : 136
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Book Description
La première partie de l'étude a consisté à équiper un scanner ND8000 de machines d'essais mécaniques permettant de procéder à des observations in-situ de l'endommagement. Pour ce faire, des micro-machines de traction, de compression, et de délaminage mode I ont été conçues et construites. Elles fonctionnent à l'intérieur de l'orifice du scanner et sont capables d'appliquer des sollicitations monotones. Leur fonctionnement est compatible avec celui du scanner. Ainsi leur influence sur l'atténuation aux rayons X qui permettent de caractériser les matériaux étudiés est très faible. La seconde partie de l'étude a consisté à étudier l'influence de l'état de contraintes mécaniques sur l'endommagement des élastomères et des matériaux composites à fibre de verre et matrice organique. cette étude est traduite par une analyse des modifications de structure, de la création du dommage, de sa composition et de son évolution au cours des différentes phases du chargement mécanique, à travers l'analyse des profils d'atténuation acquis a ces différentes phases et par la technique d'analyse d'images. Ces deux points constituent l'originalité de ce travail. Une étude comparative de l'état d'endommagement en mesures in-situ, sous contrainte et hors contraintes, est menée et permet de mettre en évidence l'influence de l'état de contraintes mécaniques sur la composition de la zone endommagée et sur la densité tomographique, qui est lie à la microstructure de la zone endommagée. Pour compléter et approfondir les analyses, des études sont menées avec les techniques de contrôle non destructifs telles que la radiographie classique, la transparence, la micrographie et la fractographie. L’utilisation conjointe de la tomographie, de la radiographie et de la transparence permettent de montrer que la zone endommagée en compression a une forme elliptique tridimensionnelle qui est conservée pendant les différentes phases d'évolution de l'état de contrainte mécanique. Ce caractère tridimensionnel de la zone endommagée impose l'utilisation d'une expression du taux de restitution d'énergie par unité de volume endommagée et non celle du taux de restitution pour décrire le comportement du composite. La forme du front de délaminage dans les matériaux composites verre/époxy est parabolique. La taille et la forme de la parabole sont fonction du niveau de chargement et du matériau. Les résultats obtenus sont confrontes a un modèle analytique trouve dans la littérature.
Author: Vincent Carmona
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Category :
Languages : fr
Pages : 137
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Book Description
Nos travaux s'intéressent à l'évolution de l'endommagement de matériaux composites. Cette évolution est mesurée à l'aide de deux techniques : l'émission acoustique et la tomographie aux rayons X. L'originalité de nos travaux réside dans le couplage de ces deux techniques et dans l'utilisation d'une procédure rapide d'acquisition d'images. La procédure d'acquisition rapide des images de tomographie permet la réalisation d'un essai de traction continu. La rapidité de l'acquisition permet aussi de multiplier le nombre d'états de déformation observés, ce qui améliore la description faite des différentes étapes de l'endommagement (amorçage, croissance et coalescence). La visualisation de l'endommagement facilite l'interprétation de l'émission acoustique enregistrée au cours d'un essai mécanique. Par rapport à des techniques classiques telles que la micrographie optique, la tomographie X peut apporter une observation tridimensionnelle et in-situ de l'endommagement. Au cours de nos travaux, nous avons confronté, notamment de manière quantitative, les mesures obtenues par chacune des techniques. Des corrélations ont ainsi pu être établies entre différents paramètres tels que l'activité acoustique et le nombre de sites d'endommagement, l'énergie de l'émission acoustique et l'aire de fissuration.
Author: Medhi Salem
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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: Canada. Patent Office
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Category : Copyright
Languages : en
Pages : 1070
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