FATIGUE DE CONTACT D'UN ACIER A ROULEMENT - Z100CD17 - A TEMPERATURE AMBIANTE ET CRYOTECHNIQUE. ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION PDF Download
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Author: VALERIE.. AUDRAIN
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CETTE ETUDE PRESENTE SOUS UN DOUBLE ASPECT: MECANIQUE ET METALLURGIQUE, UNE ANALYSE DE L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCTURE ET DES CONTRAINTES INTERNES SUR LA RESISTANCE A L'ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE DES ROULEMENTS. CES ORGANES DE GUIDAGE SONT SOUMIS, EN SERVICE, A UN SYSTEME DE SOLLICITATIONS COMPLEXE QUI PERMET DIFFICILEMENT DE CONNAITRE L'INFLUENCE SUR LA DEGRADATION DU MATERIAU, DES PARAMETRES PROPRES AU CONTACT. DANS LE DOMAINE CRYOTECHNIQUE, LE FONCTIONNEMENT EN SERIE LIMITEE N'AUTORISE PAS UNE ETUDE STATISTIQUE CLASSIQUE. UNE APPROCHE PAR CALCUL SUR LA STRUCTURE ET UNE EXPERIMENTATION SUR CONTACTS ELEMENTAIRES A DONC ETE RETENUE. NOTRE RECHERCHE S'EST ORIENTEE VERS L'ETUDE DE DEUX CONTACTS: BILLE/PLAN ET BILLE/BAGUE. LE COMPORTEMENT EN FATIGUE ET DE L'EVOLUTION MICROSTRUCTURALE DE L'ACIER ONT ETE ETUDIES SUR VIBROPHORE AMSLER A PARTIR D'UNE SOLLICITATION SOUS EFFORTS ONDULES DE COMPRESSION, A TEMPERATURE AMBIANTE ET CRYOTECHNIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT PERMIS DE VALIDER UN MODELE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS UTILISANT UNE LOI DE COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE DU MATERIAU AVEC UN ECROUISSAGE CINEMATIQUE LINEAIRE. LA CONFRONTATION DES DEFORMEES EXPERIMENTALES ET THEORIQUES A PERMIS D'AFFINER LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU MATERIAU: LIMITE D'ELASTICITE ET COEFFICIENT D'ECROUISSAGE. AINSI, LE CALCUL ELASTOPLASTIQUE REND COMPTE DE L'EVOLUTION DES CONTRAINTES RESIDUELLES AU SEIN DE LA STRUCTURE; L'ESTIMATION DE LA DUREE DE VIE EST REALISEE A PARTIR DE LA DEFINITION DES CONSTANTES D'UN CRITERE DE FATIGUE TRIAXIAL: CRITERE DE CROSSLAND
Author: VALERIE.. AUDRAIN
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Languages : fr
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CETTE ETUDE PRESENTE SOUS UN DOUBLE ASPECT: MECANIQUE ET METALLURGIQUE, UNE ANALYSE DE L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCTURE ET DES CONTRAINTES INTERNES SUR LA RESISTANCE A L'ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE DES ROULEMENTS. CES ORGANES DE GUIDAGE SONT SOUMIS, EN SERVICE, A UN SYSTEME DE SOLLICITATIONS COMPLEXE QUI PERMET DIFFICILEMENT DE CONNAITRE L'INFLUENCE SUR LA DEGRADATION DU MATERIAU, DES PARAMETRES PROPRES AU CONTACT. DANS LE DOMAINE CRYOTECHNIQUE, LE FONCTIONNEMENT EN SERIE LIMITEE N'AUTORISE PAS UNE ETUDE STATISTIQUE CLASSIQUE. UNE APPROCHE PAR CALCUL SUR LA STRUCTURE ET UNE EXPERIMENTATION SUR CONTACTS ELEMENTAIRES A DONC ETE RETENUE. NOTRE RECHERCHE S'EST ORIENTEE VERS L'ETUDE DE DEUX CONTACTS: BILLE/PLAN ET BILLE/BAGUE. LE COMPORTEMENT EN FATIGUE ET DE L'EVOLUTION MICROSTRUCTURALE DE L'ACIER ONT ETE ETUDIES SUR VIBROPHORE AMSLER A PARTIR D'UNE SOLLICITATION SOUS EFFORTS ONDULES DE COMPRESSION, A TEMPERATURE AMBIANTE ET CRYOTECHNIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT PERMIS DE VALIDER UN MODELE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS UTILISANT UNE LOI DE COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE DU MATERIAU AVEC UN ECROUISSAGE CINEMATIQUE LINEAIRE. LA CONFRONTATION DES DEFORMEES EXPERIMENTALES ET THEORIQUES A PERMIS D'AFFINER LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DU MATERIAU: LIMITE D'ELASTICITE ET COEFFICIENT D'ECROUISSAGE. AINSI, LE CALCUL ELASTOPLASTIQUE REND COMPTE DE L'EVOLUTION DES CONTRAINTES RESIDUELLES AU SEIN DE LA STRUCTURE; L'ESTIMATION DE LA DUREE DE VIE EST REALISEE A PARTIR DE LA DEFINITION DES CONSTANTES D'UN CRITERE DE FATIGUE TRIAXIAL: CRITERE DE CROSSLAND
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 1012
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Author: PHILIPPE.. VIRMOUX
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Languages : fr
Pages : 232
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LE TRAITEMENT MECANIQUE PAR CHOC LASER CHANGE PROFONDEMENT LES PROPRIETES DES COUCHES DE SURFACE DE L'ACIER Z100CD17, ACIER A ROULEMENT DANS LES MOTEURS CRYOTECHNIQUES, PAR DURCISSEMENT SUPERFICIEL ET INTRODUCTION D'IMPORTANTES CONTRAINTES RESIDUELLES DE COMPRESSION. MAIS IL EST DIFFICILE, VOIRE IMPOSSIBLE, DE PRELEVER DES EPROUVETTES D'ESSAIS MECANIQUES DANS CES COUCHES D'EPAISSEUR DE L'ORDRE DU MILLIMETRE. EN ELASTOPLASTICITE, UNE METHODE INVERSE DE CARACTERISATION DE CES COUCHES EST PRESENTEE. CETTE METHODE REPOSE SUR LA REALISATION EXPERIMENTALE ET LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS D'ESSAIS D'INDENTATION SPHERIQUE QUASI-STATIQUES, SUPPOSANT QUE L'ACIER SUIT UNE LOI D'ECROUISSAGE CINEMATIQUE LINEAIRE. CETTE ETUDE PERMET NON SEULEMENT LA CARACTERISATION DES PROPRIETES MECANIQUES DES COUCHES DURCIES PAR CHOC LASER, ET AINSI LA MISE EN EVIDENCE DE L'APPORT DU TRAITEMENT, MAIS EGALEMENT LA DEFINITION DES DIFFERENTS MODES DE COMPORTEMENT DE L'ACIER TRAITE EN PLASTICITE CONFINEE. LA VALIDATION DE LA METHODE INVERSE EST ASSUREE PAR LA BONNE CORRELATION ENTRE LES PROFILS DE CONTRAINTES RESIDUELLES DETERMINES PAR LA SIMULATION NUMERIQUE ET CEUX MESURES PAR DIFFRACTION X. EN FATIGUE DE CONTACT, DES ESSAIS DE COMPRESSION ONDULEE BILLE SUR PLAN EN AMBIANCE CRYOTECHNIQUE SONT REALISES. LES ANALYSES MENEES AU NIVEAU GEOMETRIQUE, MECANIQUE, METALLURGIQUE ET TRIBOCHIMIQUE, PERMETTENT DE DETERMINER LE NOMBRE OPTIMAL D'IMPACTS DE CHOC LASER POUR AMELIORER LA TENUE EN FATIGUE DE CONTACT DE L'ACIER Z100CD17. DE PLUS, UNE ETUDE THEORIQUE REALISEE A PARTIR DU CRITERE DE DANG VAN, PRENANT EN COMPTE LES HETEROGENEITES DE VALEURS DE CONTRAINTES RESIDUELLES EN TOUT POINT DE L'ACIER ETUDIE, PERMET DE DEFINIR UN VOLUME CRITIQUE A LA FISSURATION, ET D'EXPLIQUER LE PRINCIPE D'AMORCAGE ET DE PROPAGATION DE LA FISSURATION OBSERVEE EXPERIMENTALEMENT
Author: Houssein Abbouchi
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Languages : fr
Pages : 191
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Ce travail a consisté à étudier le phénomène de la fatigue de contact de roulement (RCF). Les avaries qui apparaissent par RCF se caractérisent, à la surface des pièces roulantes, par des fissures, des piqûres et des écaillages. Les fissures de RCF sont mal décrites, dans leur forme géométrique, dans les travaux précédents. Ceci a conduit à une approche expérimentale utilisant un dispositif bi-disques dans lequel le disque éprouvette est réalisé dans un matériau transparent. La conception du dispositif permet d’imposer une force tangentielle et de créer des conditions de roulement avec glissement partiel. On résume les résultats expérimentaux par :–faire apparaître une famille de fissures débouchantes.–suivre avec précision l’évolution des fissures, dans la matière en 3D.–proposer des équations paramétriques pour décrire la forme géométrique du front de fissure.–constater que l’endommagement de RCF, à sec, s’est établi pour la position ‘menant’ de l’éprouvette.–et l’existence d’un pas quasi régulier entre les fissures. On a proposé un modèle numérique pour comprendre les deux derniers points. Le calcul a été réalisé avec le logiciel MSC.MARC. On a réalisé quatre plans d’expériences. On a décrit l’action d’un contact roulant sur un massif fissuré de façon incrémentale. Ceci permet d’obtenir les répartitions de pression et de cisaillement dans ce contact conformes à la loi de frottement et à la cinématique expérimentale. Ce modèle a montré que la contrainte de ‘peau’ sxx atteint des niveaux plus élevés pour la position ‘menant’. C’est en accord avec les résultats expérimentaux. En s’appuyant sur la valeur de sxx max, on a expliqué le pas quasi régulier de fissures.
Author: Naoual Hakem
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Languages : fr
Pages : 150
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ETUDE EXPERIMENTALE SUR DES EPROUVETTES TUBULAIRES MINCES SOUMISES A UNE VARIATION CYCLIQUE D'UN ANGLE DE TORSION SUR LAQUELLE EST SUPERPOSEE UNE CONTRAINTE DE TRACTION CONSTANTE. DETERMINATION D'UNE COURBE DE RESISTANCE A LA FATIGUE POUR CHAQUE NIVEAU DE CHARGEMENT PRIMAIRE. L'EFFET DU CHARGEMENT PRIMAIRE CONDUIT, A UNE REDUCTION SENSIBLE DU TERME D'ENDURANCE DANS L'EQUATION DE RESISTANCE A LA FATIGUE. LA RUPTURE A LIEU PAR FATIGUE ET NON PAR DEFORMATION, PLASTIQUE EXCESSIVE. ANALYSE DE LA REDUCTION DE LA DUREE DE VIE ASSOCIEE A L'APPLICATION D'UN CHANGEMENT PRIMAIRE
Author: PATRICK.. MEYNAUD
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Languages : fr
Pages : 195
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L'ECAILLAGE PROFOND AMORCE EN SOUS-COUCHE EST LE MODE DE RUPTURE LE PLUS FREQUENT DES ROULEMENTS A BILLES SUBISSANT UNE FATIGUE DE CONTACT HERTZIEN EN CONDITIONS DE LUBRIFICATION ELASTO-HYDRODYNAMIQUE (EHD) ET EN L'ABSENCE D'UNE RUGOSITE IMPORTANTE. DES INCLUSIONS NON METALLIQUES DE TYPE GRAIN D'OXYDE PROVOQUENT DANS LE CHAMP DE HERTZ UNE CONCENTRATION DE CONTRAINTES QUI ENTRAINE LOCALEMENT UNE DECOMPOSITION DE LA MATRICE MARTENSITIQUE EN UNE PHASE BLANCHE. CETTE DECOMPOSITION EST DUE AUX DISLOCATIONS EMISES POUR ACCOMMODER LES INCOMPATIBILITES ELASTO-PLASTIQUES ENTRE L'INCLUSION ET LA MATRICE ET A LEUR ACCUMULATION PROVOQUEE PAR LE CHARGEMENT CYCLIQUE. UNE FISSURE APPARAIT LORSQUE LA DENSITE DE DISLOCATIONS AU SEIN DU PAPILLON ATTEINT UNE VALEUR LIMITE ; ELLE SE PROPAGE ENSUITE EN DIRECTION DE LA SURFACE OU ELLE PROVOQUE L'ECAILLAGE DE LA PISTE DE ROULEMENT. UNE MODELISATION DE CE PROCESSUS COMPLEXE QUI S'APPUIE SUR DES CONCEPTS DE MICRO-MECANIQUE ET DE METALLURGIE PHYSIQUE EST PROPOSEE. UNE ETUDE EXPERIMENTALE DU PHENOMENE PAR EXPERTISES ULTRASONORE ET METALLOGRAPHIQUE A PERMIS DE SUIVRE LA PROGRESSION DE L'ENDOMMAGEMENT. DES EXPERTISES ULTRASONORES ONT PERMIS DE LOCALISER LES INCLUSIONS DE L'ACIER 100CR6, QUI SONT ENSUITE ANALYSEE CHIMIQUEMENT ET CARACTERISEES ELASTIQUEMENT. L'UTILISATION CONJOINTE DE LA MODELISATION ET DE LA CARACTERISATION DE LA DISTRIBUTION INCLUSIONNAIRE PERMET DE SIMULER LES RESULTATS DES ESSAIS DE FATIGUE STANDARDS UTILISES POUR CARACTERISER LA RESISTANCE DES ACIERS A LA FATIGUE DE ROULEMENT. LA COMPARAISON ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET SIMULES EST SATISFAISANTE. LA DISPERSION DES DUREES DE VIE EST PRINCIPALEMENT DUE A LA DISPERSION DE LA POSITION DES INCLUSIONS DANS LE CHAMP DE HERTZ. LA SIMULATION PERMET DE COMPRENDRE LE ROLE DE LA TAILLE ET DE LA NATURE DES INCLUSIONS
Author: Rémi Roux
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Languages : fr
Pages : 232
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EVALUATION DE L'ENDOMMAGEMENT PAR FATIGUE A L'AIDE DE DIFFERENTES METHODES. MODELISATION DES RESULTATS OBTENUS. LES METHODES SE CLASSENT EN DEUX CATEGORIES: CELLES QUI MESURENT LA PROGRESSION DE LA FISSURE PRINCIPALE ET CELLES QUI DECRIVENT L'EVOLUTION DES FISSURES SUPERFICIELLES. L'ETUDE DU COMPORTEMENT EN FATIGUE APRES FLUAGE DE L'ACIER A MONTRE QUE LE PREFLUAGE N'INFLUE QUE SUR L'AMORCAGE ET NON SUR LA PROPAGATION DE FISSURE PRINCIPALE
Author: Emmanuel Tonicello
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le 32CrMoV13 nitruré est un matériau à gradient de propriétés utilisé pour la réalisation de bagues de roulements aéronautiques. Il présente l'avantage d'être dur en surface et ductile à cœur, facilitant ainsi la lutte contre les effets de la pollution des contacts par les lubrifiants. De plus, afin d'améliorer les performances des roulements, la tendance est à l'utilisation de céramique (nitrure de silicium Si3N4) pour les éléments roulants à la place de l'acier (M50). Ainsi, le travail de thèse proposé ici est l'étude du comportement en fatigue de contact en présence d'indentations pour deux couples de matériaux (32CrMoV13 nitruré / M50 et 32CrMoV13 nitruré / Si3N4). Ce comportement est principalement orienté en terme de durée de vie du contact indenté par l'intermédiaire d'un critère d'amorçage de fissures. Une étude des propriétés mécaniques du 32CrMoV13 nitruré, nécessaires à l'application du critère, a été réalisée. La loi d'écrouissage et l'ouverture micro-plastique cyclique de la couche nitrurée du 32CrMoV13 nitruré ont été identifiées. Puis, par l'intermédiaire de défauts géométrique de type trous cylindriques, les propriétés d'amorçage de fissures ont été étudiées lors d'essais de compression uniaxiale. Le comportement en fatigue de contact en présence d'indentations a été étudié sur machine bi-disques. Ces essais ont permis de caractériser la différence de comportement du 32CrMoV13 nitruré, et indenté, dans un contact acier / acier et acier / céramique. L'effet du glissement a notamment été mis en évidence. Ces études expérimentales ont été couplées avec des simulations numériques afin d'étalonner le modèle physique d'amorçage de fissures et d'en valider sa bonne représentativité. En conclusion un modèle de prédiction de durée de vie en fatigue de roulement a été proposé. Il est particulièrement adapté aux cas où des contraintes résiduelles sont présentes, par exemple suite à l'indentation des surfaces. Le modèle s'appuie sur la caractérisation mécanique des couches traitées thermo-chimiquement de l'acier 32CrMoV13 nitruré.
Author: CHERIF.. BELAMRI
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Languages : fr
Pages : 130
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ETUDE EXPERIMENTALE SUR L'ACIER SOUMIS A DES ESSAIS DE FATIGUE SOUS VIDE A 25, 300 ET 600 C POUR DES DEFORMATIONS PLASTIQUES ALLANT DE 6.10**(-4) A 5.10**(-3). DES LA TEMPERATURE AMBIANTE, LES DUREES DE VIE SONT SENSIBLEMENT AUGMENTEES SOUS VIDE PAR RAPPORT A L'AIR, ET CET EFFET EST PLUS ACCENTUE A HAUTE TEMPERATURE VERS LES FAIBLES DEFORMATIONS. CARACTERISATION DE LA DEFORMATION EN SURFACE, DU MODE D'AMORCAGE ET DE MICROFISSURATION (TRANSGRANULAIRE A 25 ET 300 C, INTERGRANULAIRE A 600 C). ANALYSE QUANTITATIVE DE L'ENDOMMAGEMENT EN SURFACE
Author:
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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.
