Effet des défauts d'usinage sur la tenue en fatigue de pièces aéronautiques PDF Download
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Author: Foued Abroug
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Book Description
Il été prouvée dans plusieurs études de la littérature que la taille d'un composant affecte sa tenue en fatigue et cette tendance est plus prononcée dans le régime de fatigue à grand nombre de cycles. Plus précisément, une baisse de la limite de fatigue est observée et est souvent expliquée par l'augmentation, avec l'augmentation du volume sollicité, de la probabilité de trouver un défaut critique ou une zone plus faible dans le matériau. Le présent mémoire fait partie d'un projet de recherche français (QUAUSI) regroupant plusieurs partenaires industriels et académiques qui vise à contrôler la qualité d'usinage des composants structuraux d'avions. Un des défis consiste à définir un critère approprié d'acceptabilité de défauts pour la conception en FGNC. Le critère doit être capable de prendre en compte une large gamme de défauts de surface et de composants de tailles et de géométries différentes. L'objectif principal étant de mieux comprendre l'impact des états de surface périodiques (caractéristique du type d'usinage utilisé) sur la limite de fatigue, Il a fallu d'abord vérifier si un effet de taille peut être observé quand un nombre croissant de défauts de surface simples sont introduits à la surface d'échantillons polis. Le matériau d'étude est l'alliage d'aluminium 7050 (Al Zn6CuMgZr). Une grande campagne d'essais de fatigue sous charge de flexion plane à R=-1 est effectuée sur des éprouvettes présentant des défauts hémisphériques, de différents tailles et nombres, et des états de surface usinés. Les résultats des essais ont permis de caractériser à la fois l'effet Kitagawa et l'effet d'échelle sur la tenue fatigue. Une approche probabiliste basée sur le concept du maillon le plus faible associé à un critère d'amorçage de fissure de fatigue approprié est utilisée pour prendre en compte la répartition des contraintes et la taille du volume fortement sollicité. Les prédictions utilisant des simulations EF montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux et illustrent l'importance de prendre en compte l'effet d'échelle lors de la conception de composants contenant différents types de défauts de surface ou de motifs de rugosité.Mots-clés : Défaut de surface, fatigue à grand nombre de cycles, diagramme de Kitagawa-Takahashi, Le plus faible concept de lien, alliage AA7050.
Author: Foued Abroug
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Il été prouvée dans plusieurs études de la littérature que la taille d'un composant affecte sa tenue en fatigue et cette tendance est plus prononcée dans le régime de fatigue à grand nombre de cycles. Plus précisément, une baisse de la limite de fatigue est observée et est souvent expliquée par l'augmentation, avec l'augmentation du volume sollicité, de la probabilité de trouver un défaut critique ou une zone plus faible dans le matériau. Le présent mémoire fait partie d'un projet de recherche français (QUAUSI) regroupant plusieurs partenaires industriels et académiques qui vise à contrôler la qualité d'usinage des composants structuraux d'avions. Un des défis consiste à définir un critère approprié d'acceptabilité de défauts pour la conception en FGNC. Le critère doit être capable de prendre en compte une large gamme de défauts de surface et de composants de tailles et de géométries différentes. L'objectif principal étant de mieux comprendre l'impact des états de surface périodiques (caractéristique du type d'usinage utilisé) sur la limite de fatigue, Il a fallu d'abord vérifier si un effet de taille peut être observé quand un nombre croissant de défauts de surface simples sont introduits à la surface d'échantillons polis. Le matériau d'étude est l'alliage d'aluminium 7050 (Al Zn6CuMgZr). Une grande campagne d'essais de fatigue sous charge de flexion plane à R=-1 est effectuée sur des éprouvettes présentant des défauts hémisphériques, de différents tailles et nombres, et des états de surface usinés. Les résultats des essais ont permis de caractériser à la fois l'effet Kitagawa et l'effet d'échelle sur la tenue fatigue. Une approche probabiliste basée sur le concept du maillon le plus faible associé à un critère d'amorçage de fissure de fatigue approprié est utilisée pour prendre en compte la répartition des contraintes et la taille du volume fortement sollicité. Les prédictions utilisant des simulations EF montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux et illustrent l'importance de prendre en compte l'effet d'échelle lors de la conception de composants contenant différents types de défauts de surface ou de motifs de rugosité.Mots-clés : Défaut de surface, fatigue à grand nombre de cycles, diagramme de Kitagawa-Takahashi, Le plus faible concept de lien, alliage AA7050.
Author: Jérôme Limido
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
L'objectif de cette étude est de décrire l'influence des conditions d'usinage grande vitesse sur la durée de vie en fatigue de pièces aéronautiques en alliage d'aluminium 7010. L'approche proposée comporte trois étapes principales. Dans la première étape, un modèle numérique 3D a été développé pour prédire la géométrie 3D de la surface fraisée. Ce modèle prend en compte les défauts de l'outil, les défauts de montage ainsi que la flexion de l'outil due aux efforts de coupe. Les efforts de coupe 3D sont obtenus grâce à un modèle SPH 2D. Cette méthode basée sur une représentation particulaire, donc sans maillage, permet une nouvelle approche de la séparation du copeau. La seconde étape s'attache à déterminer les durées de vie associées aux surfaces numériques obtenues lors de la première étape. L'influence prépondérante de la texture de surface sur la durée de vie en fatigue est représentée par la concentration de contrainte locale qu'elle génère. La troisième étape s'attache à développer l'articulation des deux étapes précédentes pour obtenir un modèle de prédiction de la durée de vie à partir des paramètres d'usinage et des propriétés intrinsèque du matériau de la pièce. Les durées de vie prédites ont été comparées à des mesures issues d'essais de fraisage représentatifs de conditions d'usinage actuelles. L'erreur maximale est d'environ 15% par rapport aux essais. Le modèle ainsi validé a été utilisé dans une première démarche d'optimisation des paramètres d'usinage par rapport à la fatigue. Nous montrons qu'il est, dans certains cas, possible d'assouplir les contraintes des gammes d'usinage tout en conservant la durée de vie désirée.
Author: SANDRINE.. BRUNET
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Languages : fr
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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: 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: H. R. Sasse
Publisher: Springer
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Category : Science
Languages : en
Pages : 792
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Preface Adhesion is a phenomenon architects and civil engineers are not very familiar with. In other disciplines knowledge about surface properties and the background of bonding energies is also far from satisfactory; nevertheless there are many important· applications in concrete engineering, where adhesion is necessary for success and durability. These include: - coating and painting - repair of concrete surfaces - bonding of fresh to old concrete - crack injection - glueing of precast elements - glueing of steel to concrete, etc. In 1981 RILEM established the technical committee 52-RAC 'Resin Adherence to Concrete'. The main aims of the committee's work were - to collect research results and practical experiences - to initiate and coordinate research programs - to develop, on a scientific base, test methods for field and for laboratory purposes. One of the results of the committee's work is a state-of-the-art report, which will be presented orally as a General Report at the International Symposium ISAP '86, and will be printed either in the RILEM journal Materials and Structures or separately. Several test recommendations have been elaborated and will be prepared as drafts for the participants ofISAP '86. These are: - direct tensile test - pull-off test - direct shear test - slant shear test - four-point bending test - dynamic loading test - thermal compatibility test (two versions) - injectibility test.
Author: David A. Stephenson
Publisher: CRC Press
ISBN: 1466587547
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 956
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Book Description
A Complete Reference Covering the Latest Technology in Metal Cutting Tools, Processes, and Equipment Metal Cutting Theory and Practice, Third Edition shapes the future of material removal in new and lasting ways. Centered on metallic work materials and traditional chip-forming cutting methods, the book provides a physical understanding of conventional and high-speed machining processes applied to metallic work pieces, and serves as a basis for effective process design and troubleshooting. This latest edition of a well-known reference highlights recent developments, covers the latest research results, and reflects current areas of emphasis in industrial practice. Based on the authors’ extensive automotive production experience, it covers several structural changes, and includes an extensive review of computer aided engineering (CAE) methods for process analysis and design. Providing updated material throughout, it offers insight and understanding to engineers looking to design, operate, troubleshoot, and improve high quality, cost effective metal cutting operations. The book contains extensive up-to-date references to both scientific and trade literature, and provides a description of error mapping and compensation strategies for CNC machines based on recently issued international standards, and includes chapters on cutting fluids and gear machining. The authors also offer updated information on tooling grades and practices for machining compacted graphite iron, nickel alloys, and other hard-to-machine materials, as well as a full description of minimum quantity lubrication systems, tooling, and processing practices. In addition, updated topics include machine tool types and structures, cutting tool materials and coatings, cutting mechanics and temperatures, process simulation and analysis, and tool wear from both chemical and mechanical viewpoints. Comprised of 17 chapters, this detailed study: Describes the common machining operations used to produce specific shapes or surface characteristics Contains conventional and advanced cutting tool technologies Explains the properties and characteristics of tools which influence tool design or selection Clarifies the physical mechanisms which lead to tool failure and identifies general strategies for reducing failure rates and increasing tool life Includes common machinability criteria, tests, and indices Breaks down the economics of machining operations Offers an overview of the engineering aspects of MQL machining Summarizes gear machining and finishing methods for common gear types, and more Metal Cutting Theory and Practice, Third Edition emphasizes the physical understanding and analysis for robust process design, troubleshooting, and improvement, and aids manufacturing engineering professionals, and engineering students in manufacturing engineering and machining processes programs.
Author: North Atlantic Treaty Organization. Advisory Group for Aerospace Research and Development
Publisher:
ISBN:
Category : Aeronautics
Languages : en
Pages : 420
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Book Description
Author: Howard G. Allen
Publisher: Elsevier
ISBN: 1483159043
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 300
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Book Description
Analysis and Design of Structural Sandwich Panels serves as a simple guide to the fundamental aspects of the theory of sandwich construction and to the assumptions on which it is based. This book discusses the real importance of the assumptions made in sandwich theory concerning the relative stiffness and thickness of the faces and the core. Organized into 12 chapters, this book begins with an overview of the relatively simple problems of sandwich beams and struts. This text then discusses the bending of sandwich beams, which grows naturally from the ordinary theory of bending. Other chapters explore the bending and buckling of sandwich panels. This book discusses as well the panel analyses based on the Ritz method and on the derivation of differential equations for a sandwich plate. This book should be of interest not only to aeronautical engineers but also to readers concerned with the design of sandwich panels in the building, plastics, and boat-building industries.
Author: Agnes Buka
Publisher: World Scientific
ISBN: 1848167997
Category : Science
Languages : en
Pages : 299
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Book Description
The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
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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Book Description
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.
