Analyse expérimentale et numérique de la distribution des contraintes résiduelles induites par choc-laser dans les alliages d'aluminium PDF Download
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Author: Hongbin Song
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 176
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Book Description
L’objectif de cette étude est d’analyser le gradient des contraintes résiduelles induites par le traitement de choc laser (CL) sur 2 alliages d’aluminium (6056-T4 et 2050-T8) par la diffraction des rayons X (DRX) et par modélisation numérique en éléments finis, en portant une attention particulière à l’extrême surface du matériau. Pour étudier le gradient des contraintes résiduelles (CR) à l’extrême surface (moins de 10 μm), deux méthodes d’analyse par DRX en faible incidence (sin2ψ* et multi-réflexions) ont été adaptées et appliquées. Les deux méthodes ont été testées avec succès et ont permis pour la premières fois, d’accéder aux états mécaniques proches de la surface après CL. Un modèle de simulation numérique en 3D de l’état mécanique induit par choc-laser a également été développé au cours de cette étude. L’utilisation de chargements P=f(t) valides et de conditions aux limites réalistes (élément infinis en bord de massif) a permis d’estimer les déformations et les contraintes résiduelles introduites par un ou par plusieurs impacts laser. Différentes améliorations ont pu être apportées au modèle, comme la prise en compte de comportements distincts pour les couches superficielles, et le matériau à cœur. Le modèle a été appliqué à différentes conditions expérimentales (taux de recouvrement, diamètre d’impact et pression variables) et a pu être confronté avec succès en expérience, que ce soit pour la simulation de mono-impact laser ou pour la simulation de multi-impacts. L’approche numérique nous a également permis d’évaluer l’hétérogénéité de la distribution de contraintes résiduelles en surface du matériau.
Author: Hongbin Song
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 176
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Book Description
L’objectif de cette étude est d’analyser le gradient des contraintes résiduelles induites par le traitement de choc laser (CL) sur 2 alliages d’aluminium (6056-T4 et 2050-T8) par la diffraction des rayons X (DRX) et par modélisation numérique en éléments finis, en portant une attention particulière à l’extrême surface du matériau. Pour étudier le gradient des contraintes résiduelles (CR) à l’extrême surface (moins de 10 μm), deux méthodes d’analyse par DRX en faible incidence (sin2ψ* et multi-réflexions) ont été adaptées et appliquées. Les deux méthodes ont été testées avec succès et ont permis pour la premières fois, d’accéder aux états mécaniques proches de la surface après CL. Un modèle de simulation numérique en 3D de l’état mécanique induit par choc-laser a également été développé au cours de cette étude. L’utilisation de chargements P=f(t) valides et de conditions aux limites réalistes (élément infinis en bord de massif) a permis d’estimer les déformations et les contraintes résiduelles introduites par un ou par plusieurs impacts laser. Différentes améliorations ont pu être apportées au modèle, comme la prise en compte de comportements distincts pour les couches superficielles, et le matériau à cœur. Le modèle a été appliqué à différentes conditions expérimentales (taux de recouvrement, diamètre d’impact et pression variables) et a pu être confronté avec succès en expérience, que ce soit pour la simulation de mono-impact laser ou pour la simulation de multi-impacts. L’approche numérique nous a également permis d’évaluer l’hétérogénéité de la distribution de contraintes résiduelles en surface du matériau.
Author: Patrice Peyre
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le travail effectué a concerné l'étude du traitement par choc-laser d'alliages d'aluminium utilisés industriellement afin d'améliorer leurs performances en fatigue. Le choc-laser est un nouveau traitement de surface purement mécanique utilisant l'énergie thermique d'une lumière-laser pour la création d'un plasma superficiel à haute-pression, la détente du plasma créant un transfert d'impulsion mécanique (=ondes de choc) dans la cible et de la déformation plastique. Le laser solide Verre dopé Néodyme (=1,06 m) du LALP a permis de générer des pressions d'impact comprises entre 0 et 3 GPa pour un mode de confinement du plasma par de l'eau ; ce qui autorise le traitement de tous les alliages d’aluminium connus par dépassement des limites d'élasticité sous choc (= d'Hugoniot) des alliages. Nous avons en premier lieu analysé expérimentalement la propagation des ondes de choc dans les alliages d’aluminium étudiés (AS7GO3, AS12UNG, 7075) et comparé les résultats obtenus (limites d'Hugoniot, profondeurs plastifiées) avec un code de simulation numérique. Les effets mécaniques induits par le traitement ont été analysés à travers : les champs de contraintes résiduelles (surface et profondeur), les enfoncements résiduels, le microdurcissement des surfaces... Les mesures de contraintes résiduelles nous ont permis de définir des conditions de flux propres à chaque alliage afin de traiter des éprouvettes de fatigue entaillées simulant des concentrations de contrainte réelles. Les résultats de fatigue font état de gains de +20 à +35 % sur la limite d'endurance en flexion 3 points à R=0,1 des éprouvettes. Ces gains sont associés à une augmentation de la phase d'amorçage des fissures (détection électrique de l'amorçage). Comparativement, un grenaillage de précontrainte a donné de moins bons résultats en fatigue sur 7075 en raison principalement de l'état de surface et des faibles profondeurs plastifiées.
Author: Marc Duquennoy
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Christophe Cellard
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 237
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Book Description
Le choc laser est un traitement de surface permettant de renforcer la surface, principalement par l’introduction de contraintes résiduelles. La caractérisation du choc laser sur l’alliage de titane Ti-17 est effectuée avec un plan d’expériences. Les facteurs étudiés sont la puissance, la durée et le nombre des impacts du laser ainsi que l’épaisseur de la structure. Les réponses analysées sont l’écrouissage, la courbure, la rugosité et les contraintes résiduelles. Lorsqu’on cherche à appliquer la méthode du perçage incrémental à des plaques minces, sa formulation classique ne convient plus. Différentes solutions ont donc été proposées pour adapter cette méthode. Des modèles éléments-finis ont été mis au point pour calculer les coefficients de calibration pour différents modes de fixation des échantillons. Différents supports ont été testés expérimentalement pour maintenir les échantillons sans introduire d’erreurs systématiques. L’analyse du plan d’expériences a permis de caractériser les effets des différents paramètres étudiés sur les réponses. Ainsi, on constate que les variations de dureté dues au procédé sont essentiellement le fait des contraintes résiduelles et relativement peu de l’écrouissage. Deux méthodes ont été mises en place pour déterminer les profils de contraintes résiduelles complets et de déformations plastiques pour les échantillons épais. A partir des profils de déformations plastiques, une méthode pour retrouver le profil des contraintes résiduelles des échantillons minces a été proposée
Author: K. Ding
Publisher: CRC Press
ISBN: 9780849334443
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 182
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Book Description
Laser shock peening (LSP) is a process for inducing compressive residual stresses using shock waves generated by laser pulses. It is a relatively new surface treatment for metallic materials that can greatly improve their resistance to crack initiation and propagation brought on by cyclic loading and fatigue. This book, the first of its kind, consolidates the scattered knowledge about LSP into one comprehensive volume. It describes the mechanisms of LSP and its substantial role in improving fatigue performance in terms of modification of microstructure, surface morphology, hardness, and strength. In particular, it describes numerical simulation techniques and procedures that can be adopted by engineers and research scientists to design, evaluate, and optimize LSP processes in practical applications.
Author: Marc A. Meyers
Publisher: Springer
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 1130
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The scientific understanding of high-velocity deformation has advanced substantially during the past decade. On the one hand, the framework for a theory explaining the metallurgical effects of shock waves is beginning to take shape; on the other hand, the technological applications of high strain-rate processes have found their way into industries in countries around the world. Ex plosive cladding, welding, forming, compaction and consolidation, cutting, and hardening, in addition to high energy-rate deformation processes using other energy sources, are some of the topics of contemporary technological importance. Metallurgical effects are of the utmost importance in both the scientific understanding of the phenomena involved, and in the successful development and utilization of the associated applications. The international conference upon which this book is based had as its major objectives the acceleration of progress in the field of high-strain rate deformation and fabrication, including applications, by providing a forum for the exchange of state-of-the art information on the metallurgical effects of high strain-rate deformation and fabrication; and the organization of this informa tion into a timely and coherent body of knowledge focused around significant areas and applications. This volume is a manifestation of these objectives. In addition, the contents of this book were organized to provide for a somewhat logical perspective of the fundamentals, development, and state-of-the-art applications of high strain-rate and shock phenomena.
Author: International Atomic Energy Agency
Publisher: International Atomic Energy Agency
ISBN: 9789201063205
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Agriculture
Languages : en
Pages : 188
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Author: Horst Buhl
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3642501591
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 383
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Book Description
Very light, very strong. extremely reliable -aircraft and aerospace engineers are. and have to be. very demanding partners in the materials community. The results of their research and development work is not only crucial for one special area of applications. but can also lead the way to new solutions in many other areas of advanced technology. Springer-Verlag and the undersigned editor are pleased to present in this volume. an overview of the many facets of materials science and technology which have been the objective of intensive and systematic research work during past decades in the laboratories of the German Aerospace Research Establishment. Its contents shows clearly the interrelations between goals defined by the user. fundamentals provided by the scientists and viable solutions developed by the practical engineer. The particular personal touch which has been given to this volume by its authors in dedicating it as a farewell present to Professor Wolfgang Bunk. inspiring sci entist and director of the DLR Intitute of Materials Research for more than 20 years. has obviously given an added value to this important publication. Surely. this truly cooperative endeavour will render a valuable service to a large interna tional community of interested readers. many of them having personal links to the Institute. its director and its staff.
Author: Jörg Schröder
Publisher: Springer
ISBN: 3319688839
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 293
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Book Description
The book covers experiments and theory in the fields of ferroelectrics, ferromagnets, ferroelastics, and multiferroics. Topics include experimental preparation and characterization of magnetoelectric multiferroics, the modeling of ferroelectric and ferromagnetic materials, the formation of ferroic microstructures and their continuum-mechanical modeling, computational homogenization, and the algorithmic treatment in the framework of numerical solution strategies.
