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Dissertations / Theses on the topic 'État de contraintes résiduelles'
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Meneau, Caroline. "Croissance de nitrure d'aluminium par traitements plasma de surface d'Al ; corrélations entre microstructure, état micromécanique et comportement tribologique." Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT2304.
Full textAbstract:
L'objectif principal de ce travail concerne la comprehension des mecanismes de croissance de nitrure d'aluminium obtenu grace au traitement par plasma induit par laser de surface d'al. Cette methode originale, basee sur l'interaction d'un laser excimere avec une surface metallique sous atmosphere d'azote et conduisant a la creation d'un plasma, entraine la formation d'aln polycristallin equiaxe sur une epaisseur allant jusqu'a quelques microns de profondeur en fonction de la duree d'irradiation laser. Une determination fine de l'etat microstructural dans le plan du revetement d'aln et en profondeur est realisee par l'exploitation conjuguee d'analyses moyennees (drx, gixd) et ponctuelles (met, meb, edx). Les variations importantes de rugosite et de composition chimique dans le plan de la surface, ainsi que l'existence d'une couche superficielle aln/al, sont attribuees a l'heterogeneite de puissance surfacique du faisceau laser, qui entraine la decomposition partielle de l'aln deja forme preferentiellement au centre des impacts plasma. Mais le processus majoritaire qui regit la formation d'aln en profondeur est un mecanisme de diffusion en phase solide dans l'aluminium, qui se traduit par l'agencement de grains d'aln sous forme de strates de morphologie differente presentant un faible etat de contraintes residuelles. Le procede d'elaboration est optimise par l'augmentation du taux de recouvrement des impacts plasma : l'etat de surface est alors beaucoup plus homogene, ce qui permet de renforcer considerablement la resistance a l'usure de tels revetements. Le second objectif de ce travail est de correler la microstructure, l'etat micromecanique et le comportement tribologique. La comparaison entre les surfaces traitees par laser-plasma et des couches minces d'aln deposees par pulverisation cathodique met en evidence le role preponderant de la nature de l'interface revetement/substrat sur la tenue mecanique des revetements. En effet, la zone de transition diffuse entre aln et le substrat au niveau microstructural dans le cas des surfaces traitees par laser-plasma leur confere un meilleur comportement tribologique.
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Khalij, Leila. "Détermination directe des états limites et des champs de contraintes résiduelles pour les structures chargées cycliquement : application de la méthode d'analyse simplifiée." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-23.pdf.
Full textAbstract:
Les problèmes de dimensionnement actuels nécessitent la connaissance du comportement des structures sous chargements mécaniques qui varient périodiquement et peuvent induire ainsi des déformations irréversibles. Ceci conduit à une analyse inélastique des structures s'effectuant habituellement par l'utilisation de méthodes de type incrémental. Dans le cas des chargements cycliques, ces méthodes amènent des coûts et des temps de calcul très élevés. Dans cette étude, nous nous sommes intéressé à la Méthode d'Analyse Simplifiée des Structures Inélastiques proposée par le Professeur Zarka et al. Elle repose, par un calcul purement élastique, sur la décomposition de la réponse réelle (en une part élastique et une partie plastique) et sur un changement de variable qui permettent de déterminer l'état limite d'une structure ainsi que les contraintes résiduelles et les déformations plastiques en tout point. Nous avons implémenté la méthode d'analyse simplifiée dans un code industriel (calcul éléments finis). Nous avons validé les résultats obtenus pour les structures bidimensionnelles, les structures tridimensionnelles et les structures de type coques minces, en comparant avec une méthode incrémentale classique. Nous avons ainsi montré l'influence des éléments (type, taille et sous-intégration) sur les résultats. L'analyse simplifiée diminue significativement la complexité et la durée des calculs comparé aux formulations incrémentales.
3
Berrahmoune, Mohamed Reda. "Transformation martensitique et rupture différée dans l'acier austénitique instable 301LN." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002460.
Full textAbstract:
Dans un contexte de réduction de masse dans l'industrie automobile, les aciers austénitiques instables, grâce à l'excellent compromis de ductilité-résistance qu'ils présentent, peuvent apporter des solutions en termes d'allégement et de sécurité. Cependant, et sous certaines conditions de mise en forme, ces aciers peuvent présenter des problèmes de rupture différée. L'objectif de cette thèse est l'étude du phénomène de rupture différée associée à la transformation martensitique dans l'acier austénitique instable 301LN. Pour cela, nous avons divisé notre travail en deux grandes parties : Comportement thermomécanique : cette partie porte sur la caractérisation de la transformation martensitique après des essais de traction uniaxiale sous différentes conditions en température et en vitesse de déformation. La distribution des contraintes entre phases, la cinétique de transformation et l'évolution de la texture cristallographique sont suivies lors d'essais post mortem et in situ en diffraction des rayons X (DRX). Analyse multi-échelles de la rupture différée : l'observation et l'étude de la rupture différée sont réalisées sur des emboutis cylindriques à fond plat. L'identification des éléments microstructuraux à l'origine des fissures a été réalisée par observation au Microscope Electronique à Balayage (MEB) des zones de rupture. La distribution des contraintes résiduelles macroscopiques et dans chaque phase, a été déterminée et associée à l'évolution de la fraction volumique de martensite pour différentes conditions d'emboutissage. Des simulations numériques d'opération d'emboutissage, par implémentation dans le code de calcul éléments finis Abaqus©, de deux modèles de transformation martensitique dans les aciers austénitiques instables ont été effectuées et les résultats sont comparés avec les résultats expérimentaux. Nous établissons un lien direct entre l'apparition de la rupture différée, l'état de contrainte dans la martensite, et les fractions de martensite formée dans les godets emboutis.
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Bastier, Arnaud. "Modélisation du soudage d'alliages d'aluminium par friction et malaxage." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00122388.
Full textAbstract:
L'objectif de l'étude consiste en l'établissement d'une modélisation prédictive du procédé avec des temps de calcul acceptables en vue d'optimiser le procédé vis-à-vis de la tenue mécanique de l'assemblage soudé. Le modèle mis en place est constitué de deux étapes sucessives.Lors de la première étape, un calcul stationnaire thermohydrodynamique couplé permet d'obtenir le champ de température et l'écoulement de matière autour de l'outil. Pour cela, un comportement purement visqueux est adopté et la zone de contact outil-matière est modélisée par des conditions de glissement. Des données expérimentales obtenues par thermographie infrarouge ont permis de fixer deux paramètres de ce modèle.
La seconde étape du modèle s'appuie sur un comportement élastoviscoplastique pour déterminer l'état mécanique résiduel d'un assemblage. Pour cela, l'écoulement de matière permet de suivre l'histoire de chaque particule, en particulier lors de leur passage autour de l'outil. Le champ de température permet de quantifier la dissolution des précipités durcissants au sein de l'alliage et de tenir compte de la variation avec la température des paramètres de la loi de comportement adoptée. En outre, la fraction de précipités dissous est reliée à la limite d'élasticité du matériau. Une méthode de calcul stationnaire est utilisée pour obtenir directement l'état stationnaire des variables mécaniques.
Les résultats obtenus sont en accord avec des profils de contraintes résiduelles publiés dans la littérature. De plus, l'influence de la vitesse de soudage et de la vitesse de rotation de l'outil a été étudiée au regard des contraintes résiduelles simulées.
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Mainjot, Amélie. "Etude des contraintes résiduelles dans la céramique d’émaillage." Paris 13, 2011. http://www.theses.fr/2011PA132040.
Full textAbstract:
L’émaillage des prothèses dentaires génère des contraintes résiduelles dans la céramique d’émaillage et l’infrastructure durant le procédé de refroidissement. La connaissance de leur distribution en fonction de la profondeur peut aider à comprendre les échecs,notamment l’écaillage de la céramique cosmétique, une complication fréquente avec les prothèses à infrastructure zircone. Le premier objectif de ce travail a été d’adapter une méthode industrielle, la méthode du trou incrémental, à l’usage dentaire, et de démontrer sa validité pour mesurer les contraintes résiduelles dans des disques en métal (VM) ou en zircone (VZr) émaillés. La méthode développée, présentée dans les premiers chapitres, permet de mesurer des contraintes de très faible module notamment grâce au développement d’une chaîne électrique de mesure très sensible. Le second objectif était d’étudier l’influence de la vitesse de refroidissement, de l’épaisseur de la céramique d’émaillage et de l’infrastructure, et de comparer les mesures dans les échantillons VM et VZr. Les résultats décrits dans les chapitres suivants révèlent que les échantillons VM ont toujours montré un profil qui commence par des contraintes en compression à la surface, ces contraintes diminuant progressivement avec la profondeur, puis ré-augmentant à nouveau. Les échantillons VZr ont montré des profils de contraintes variables,certains décrivant une courbe plus défavorable,dans laquelle les contraintes en compression à la surface deviennent des contraintes en tension en profondeur. Une théorie en deux étapes est décrite pour expliquer le développement des contraintes dans les échantillons métal, et une théorie en trois étapes, comprenant l’hypothèse de la transformation de phase, est proposée pour les échantillons zircone. Le ratio adéquat entre l’épaisseur d’émaillage et de zircone est difficile à définir, et les procédures de refroidissement lent ne semblent pas bénéfiques pour les échantillons VZrThe manufacture of dental crowns and bridges generates residual stresses within the veneering ceramic and framework during the cooling process. Knowing the stress distribution within the veneering ceramic as a function of depth can help the optimizing of manufacturing processes and the understanding of failures, particularly chipping, a frequent complication with zirconia-based fixed partial dentures. The first objective of this work was to transfer and to adapt an effective industrial method, the hole-drilling method, for measuring residual stresses to dental use,and to demonstrate the method for measurement of residual stresses in veneer-metal (VM) and veneer-zirconia (VZr) disks. The adapted method, presented in the earliest chapters, enables the very low stresses measurement in comparison with industrial applications, notably due to the development of a high sensitivity electrical measurement chain. The second objective was to study the influence of cooling rate, veneer thickness, and framework thickness on residual stress profile, and to compare measurements in VM and VZr structures. Results described in the following chapters reveal that VM samples always exhibited the same type of favorable stress vs. Depth profile, starting with compressive stresses at the ceramic surface, decreasing with depth, and then becoming compressive again. VZr samples showed varying stress profiles, some describing a worse curve, where the in-surface compressive stresses were found to turn into tensile stresses in the interior. A chronological two-step approach is discussed to explain residual stress development in metal-based samples,and a three-step approach,comprising the hypothesis of the phase transformation, is proposed for zirconia-based samples. The results highlighted the difficulty of defining the adequate ratio between veneer and zirconia framework thickness,and the slow cooling procedures were shown to promote tensile stress development in VZr samples
6
Belahcene, Farid. "Détermination des contraintes résiduelles superficielles par méthode ultrasonore." Troyes, 2000. http://www.theses.fr/2000TROY0005.
Full textAbstract:
Les contraintes residuelles constituent actuellement un element tres important dans la conception des structures mecaniques. Elles jouent un role preponderant par rapport aux differentes proprietes d'un materiau (fatigue, rupture, corrosion). L'evaluation et la prise en compte de ces contraintes residuelles s'averent necessaires en resistance des materiaux moderne pour une meilleure prevision de la duree de vie des pieces mecaniques. Nous nous interesserons particulierement a la methode de mesures par ultrasons. Cette derniere, malgre sa sensibilite aux effets de la microstructure, nous parait assez prometteuse pour constituer un alliee a la methode du trou par percage incremental. On s'attachera tout au long de ce travail a mettre en evidence et a discuter les capacites de cette methode et ses limites, tout en la comparant systematiquement a la methode du trou par percage incremental. Le caractere non destructif et le cout des equipements sont les avantages principaux favorisant le developpement de cette technique. Pour montrer l'applicabilite de cette technique, des controles ont ete effectues sur des cas industriels varies comme le controle de detensionnement des pieces soudees traitees thermiquement et des pieces traitees mecaniquement par grenaillage. Ces tests ont permis de determiner le niveau des contraintes residuelles et leurs gradients en profondeur et en surface.
7
Peng, Jun. "Détermination des contraintes résiduelles dans les revêtements par diffraction des rayons X en faible incidence." Paris, ENSAM, 2005. http://www.theses.fr/2006ENAM0019.
Full textAbstract:
Une nouvelle méthode d'analyse par diffraction des rayons X (DRX) en incidence rasante, notée sin2ψ*, a été développée pour répondre à la demande d'analyse du niveau et la distribution des contraintes résiduelles (CR) dans un revêtement. La méthode est basée sur la technique de DRX en faible incidence et elle tient compte des orientations cristallines et de la géométrie de mesure (l'angle d'incidence, les angles ψ et de l'épaisseur de couche à analyser) afin de connaître la profondeur de pénétration exacte du faisceau incident. Par cette méthode, on peut non seulement évaluer le niveau moyen des CR dans le revêtement, mais également déterminer le gradient et la distribution en variant l'angle d'incidence pour différentes profondeurs de pénétration voulues. Les incertitudes de mesure ont été ensuite évaluées, et l'influence de la rugosité de surface a été étudiée avec des éprouvettes sous sollicitation mécanique connue. Un modèle analytique a été établi pour la correction de l'influence de la rugosité sur la détermination des CR. Par ailleurs, une éprouvette en alliage base nickel rectifiée avec un fort gradient de contrainte résiduelle a été étudiée en appliquant notre méthode sin2ψ* pour évaluer la sensibilité de la méthode développée. Deux séries d'échantillons de revêtements (Cuivre sur substrat Ni élaboré par le procédé PVD, et Tantale biphasé sur substrat Ti élaboré par le procédé CVD) ont été étudiées avec la nouvelle méthode d'étude afin d'analyser la distribution des CR. La comparaison des résultats avec deux autres méthodes a montré que cette nouvelle méthode d'évaluation par DRX en faible incidence est fiable et facile à utiliser pour déterminer le niveau et la distribution des CRA new Pseudo-Grazing Incident X-Ray Diffraction (Pseudo-GIXRD) method for experimental stress analysis, noticed sin2ψ*, was developed to analyze the residual stress (RS) gradient in coatings. This method takes into account the crystalline orientations, the geometry of measurement (the incidence angle, the tilt angles ψ and the thickness of analyzed layer) in order to know the exact depth of penetration. By this method, we can not only evaluate the average level of the RS in coatings, but also determine the gradient and their distribution by varying the incident angles for various desired penetration depths. Uncertainties of measurement were then evaluated and the influence of the surface roughness was studied with some samples loaded by known mechanical traction. An analytical model was established for the correction of the roughness influence on RS determination. In addition, a machined sample of Nickel based alloy with strong RS gradient was studied by applying our sin2ψ* method to evaluate the sensitivity of this method. Two series of thin film (Cu on the substrate of Ni with a phase obtained by PVD and Tantalum on the substrate of Ti with two phases α and β obtained by CVD) were applied by the new method to study the distribution of RS in these near surface layers. The comparison of the results obtained with those by two other methods showed that this new Pseudo-GIXRD method is reliable and easy to be used to determine the level and the distribution of RS
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Vali, Ali. "Etude des contraintes résiduelles en usinage assisté par laser." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0466.
Full textAbstract:
L'usinage assisté par laser (U. A. L. ) est un procédé qui permet d'améliorer l'usinage de matériaux difficile à usiner. Les essais réaliser en UAL montrent une diminution importante des efforts de coupe et une bonne amélioration d'état de surface. L’élaboration de surfaces mécaniques engendre des contraintes résiduelles superficielles. Une surface ayant une fonction mécanique, peut être caractérisée par un état lié aux caractéristiques de résistance mécanique des couches superficielles. Cette étude a pour but d'étudier le mécanisme d'usinage assisté par laser CO2 de l'acier XC42. Les deux phénomènes, transfert thermique dans la pièce et création des contraintes résiduelles sont présentes. Le mécanisme du transfert de chaleur lié à la superposition de l'action du faisceau laser et de la zone de cisaillement assimilée à une deuxième source en mouvement est étudié. Un modèle analytique de la répartition des contraintes résiduelles dans la pièce après l'usinage est présenté, après comparaison avec les résultats d'une simulation numérique. Les mesures des contraintes résiduelles ont été effectuées par la méthode de diffraction des rayons X, après l'enlèvement des couches successives de métal. La correction des contraintes résiduelles après l'enlèvement des couches est discuté. Dans l'état actuel l'usinage avec assistance laser provoque une réduction en valeur absolue des contraintes résiduelles avec un possible changement de type de ces contraintes. L’usinage assiste par laser mène à une réduction considérable des efforts de coupe pouvant atteindre 80% ou plus, une augmentation importante de la durée de vie de l'outil, une amélioration de l'état de surface et une modification de la répartition des contraintes résiduelles. Ces contraintes peuvent être choisies en fonction des conditions d'utilisation de la pièce à usiner. Ce qui implique un calcul de la puissance laser selon les conditions de coupe choisies permettant a la fois de réduire les efforts de coupe, d'augmenter la durée de vie de l'outil et d'obtenir la répartition des contraintes résiduelles adaptées a l'application de la pièce
9
Maras, Afaf. "Etude expérimentale et numérique des contraintes résiduelles dans des structures à double gradient de contraintes." Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0010.
Full textAbstract:
La connaissance des contraintes résiduelles permet de mieux prédire l’évolution des performances d’une structure, ainsi que sa durée de vie. Nous présentons dans cette étude une nouvelle méthode de détermination des contraintes résiduelles. Cette méthode s’applique particulièrement à des structures présentant un gradient de contraintes non seulement en profondeur mais aussi en surface, comme dans les structures soudées. Le champ de contraintes internes est mécaniquement perturbé, en usinant une rainure de manière incrémentale. Cette rainure modifie l’équilibre mécanique de la structure dans deux directions. La structure s’auto-équilibre en induisant un nouvel état de contraintes, ce qui génère en surface des déplacements que nous mesurons par interférométrie de speckle. Le champ de déplacement mesuré expérimentalement est relié aux contraintes résiduelles par des coefficients de calibration calculés par la méthode des éléments finis. Une représentation en deux dimensions du champ de contraintes résiduelles est obtenue, en profondeur et le long de la rainure. Une utilisation de la méthode pour l’étude du grenaillage par ultrasons est présentée. Nous décrivons aussi une méthode d’introduction des contraintes résiduelles dans un code de calcul éléments finis. Cette méthode est appliquée au cas simple de l’éprouvette Almen, sa généralisation à des géométries plus complexes permettra à terme d’utiliser le champ de contraintes résiduelles comme conditions initiales pour la simulation numérique des structuresThe knowledge of residual stresses allows a reliable prediction of the evolution of structure performances, and its service life. On this study, we present a new method for residual stresses determination. This method is applied particularly to structures that contain a stress gradient in depth and in surface, like it can be found in welded structures. The internal stress field is mechanically perturbed with the incremental machining of a groove. The mechanical equilibrium is modified in tow directions. A new state of stress is created in the structure when the stress field is mechanically disturbed. The structure finds a new equilibrium state generating displacements on the surface. These displacements are measured using the Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI). The measured displacements field is linked to residual stresses using calibration coefficients calculated with the element finite method. We obtain a representation of the residual stress field in two directions, in-depth and along groove. The utilization of this method for the study of ultrasonic shot-peening is presented. We present also a method for the introduction of a residual stress field in a finite elements model. This method is applied to an Almen strip, its generalization for complexe geometries will allow to use the residual stress field as an initial condition for ameliorated numerical simulations of structure
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Ballard, Patrick. "Contraintes résiduelles induites par impact rapide. Application au choc-laser." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 1991. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001897.
Full textAbstract:
Depuis 1970, les développements de la compréhension théorique des phénomènes de fatigue et leur modélisation (citons les travaux de MM. Bang Van et Papadopoulos) ont abouti à la prévision de la tenue en fatigue d'une structure soumise à une sollicitation cyclique quelconque. D'autres travaux (théoriques ou expérimentaux) ont été entrepris en parallèle de manière à caractériser l'effet d'un traitement de surface sur un matériau donné soumis à une sollicitation connue. On tend ainsi à donner à l'ingénieur tous les outils théoriques lui permettant de dimensionner une pièce mécanique, du choix du matériau et du traitement à la définition de la géométrie. De plus, la complexité des traitements de surface conçus à l'heure actuelle nécessite leur modélisation fine pour parvenir à leur optimisation. Ce contexte nous a conduit à nous poser le problème de la modélisation d'un traîtement de surface récemmentapparu: le choc-laser. Il s'agit d'un traitement de surface purement mécanique réalisé à l'aide d'impulsions laser de très forte intensité. En effet, l'irradiation d'une cible par une telle impulsion laser provoque l'application d'une forte pression pendant un temps très court à .la surface de la cible. Ce phénomène est donc tout à fait similaire à un impact. Cet impact laser va induire alors des contraintes résiduelles de compression à la surface de la cible qui seront ensuite très favorables à la tenue en fatigue. On conçoit alors que l'analyse du choc-laser passe par la modélisation et le calcul des contraintes résiduelles induites par impact. C'est l'objet de la première partie de ce travail. L'application des résultats au choc-laser permettra ensuite le calcul des contraintes résiduelles induites en fonction des caractéristiques du matériau constituant la cible et du réglage du laser. Tl devient alors très facile d'optimiser matériau et réglage en vue d'une application donnée.
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Hacini, Lyès. "Étude des effets du martelage répétitif sur les contraintes résiduelles." Mémoire, École de technologie supérieure, 2009. http://espace.etsmtl.ca/53/1/HACINI_Ly%C3%A8s.pdf.
Full textAbstract:
La fabrication mécanosoudée des composants de grandes dimensions engendre des
contraintes résiduelles. Ces contraintes provoquent des fissurations prématurées et un
raccourcissement de la durée de vie des composants. Dans ce contexte, l'institut de recherche
d'Hydro-Québec (IREQ) a développé la technique de relaxation des contraintes résiduelles
par martelage robotisé. Cette technique consiste à réaliser des impacts répétés pour déformer
plastiquement la surface du composant traité. Cela induit des contraintes de compression et
augmente la dureté des zones traitées, ce qui réduit les risques de fissuration, et améliore le
comportement en fatigue des composants ainsi traités.
Cette étude comporte trois volets. Les deux premiers sont consacrés à la partie expérimentale
du projet, alors que le troisième présente les résultats numériques obtenus.
Dans la première partie, une approche originale est utilisée. Elle consiste à évaluer les effets
des impacts unitaires répétés sur le champ de contraintes développé dans trois plaques
vierges (ne contenant pas de contraintes résiduelles) d'acier inoxydable austénitique 304L et
sur frois plaques du même acier contenant des confraintes résiduelles initiales induites par
une torche de soudure. Une machine à impact initialement conçue pour les essais de
résilience a été modifiée afin de réaliser des impacts unitaires. Trois niveaux d'énergie ont
été utilisés afm d'étudier l'effet de l'énergie d'impact sur les contraintes induites ou relaxées.
Dans les plaques vierges, le martelage a induit de la compression. Dans les plaques préinduites
de contraintes résiduelles en compression, le martelage a relaxé ces contraintes ou
les a remplacées par des contraintes de compression. Il est trouvé que l'augmentation de
l'énergie du marteau a amélioré l'efficacité du martelage, et que les trois à quatre premiers
coups de marteau sont les plus efficaces. Plusieurs effets du martelage ont été explorés : son
influence sur la dureté des surfaces fraitées ainsi que le risque d'initier des fissures dans les
zones martelées.
Dans la deuxième partie de ce projet, le martelage est appliqué grâce au robot SCOMPI. Les
contraintes résiduelles induites et relaxées par martelage sont ensuite mesurées par la
méthode des contours, qui a été adaptée à cet effet. Le martelage robotisé a d'abord été utilisé
pour induire des contraintes résiduelles de compression dans des échantillons d'acier 304L ;
de I à 9 couches de martelage ont été appliquées et les contraintes résiduelles ont été ensuite
évaluées par la méthode des contours. La capacité du martelage à relaxer les contraintes
résiduelles de tension a été ensuite étudiée, cela en l'appliquant sur des plaques d'acier 304L
soudées avec de l'acier 308 (pour induire des contraintes de tension). Ces essais ont prouvé
que le martelage est une technique de relaxation efficace et capable d'induire de la
compression à une profondeur de plusieurs millimètres. Certains paramètres du procédé ont
V
été optimisés tel que le nombre optimal de couches de martelage à appliquer, cela pour
réduire la durée du traitement tout en maximisant l'intensité des contraintes compressives
induites.
Dans la troisième partie, le procédé de martelage est modélisé par la méthode des éléments
finis, cela pour prédire le développement, l'amplitude et la distribution des confraintes
résiduelles induites à l'intérieur des pièces traitées. Un modèle axisymétrique développé
grâce au logiciel ANSYS permet de simuler des impacts répétés d'un marteau élastique sur
une plaque ayant un comportement élastoplastique. Plusieurs non-linéarités sont prises en
compte par ce modèle : les grandes déformations, la plasticité et le contact. Aussi, une
approche nouvelle concernant l'évaluation de l'énergie fournie lors des impacts est utilisée;
elle s'appuie sur la détermination du ratio enfre les énergies dynamique et statique
nécessaires pour réaliser des impacts similaires. Une hypothèse est nécessaire dans ce cas-là :
un impact dynamique est identique à un impact statique si les deux laissent la même
empreinte de marteau. Les résultats de ce modèle sont comparés à ceux obtenus dans la
première partie : ils démontrent que le modèle représente bien le procédé.
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Devos, Dany. "Estimation des contraintes résiduelles dans le verre par méthode ultrasonore." Valenciennes, 2006. http://www.theses.fr/2006VALE0035.
Full textAbstract:
L’estimation des contraintes résiduelles constitue un enjeu important pour l’industrie verrière. En effet, la résistance mécanique des pièces en verre est fortement liée à la répartition de contraintes internes qui existent en leur sein. Cette étude concerne l’évaluation non destructive de ces contraintes par méthode ultrasonore. La variation de la vitesse de propagation des ondes acoustiques en fonction de la contrainte constitue la théorie de l’acoustoélasticité. Dans le cadre de cette théorie, nous avons étudié la dépendance de la vitesse de propagation de l’onde de Rayleigh en fonction des profils de contraintes résiduelles issues de trempes et de flexion. Cette onde a été privilégiée car sa dispersion avec le gradient de contrainte permet d’analyser le matériau dans son épaisseur. L’originalité de ce travail réside dans la levée de la dégénérescence des constantes élastiques apparentes, dans l’introduction du coefficient acoustoélastique de surface et enfin dans l’étude théorique de l’influence du profil de contrainte sur la propagation de l’onde de Rayleigh en fonction de la fréquence. Différentes techniques de mesure ont été mises en œuvre (génération/détection piézo-électrique et détection laser) sur différents échantillons dont une plaque de verre silico-sodo-calcique trempée thermiquement de façon non uniforme. De plus, une double détection interférométrique a permis de surmonter les difficultés liées à la courbure. Les résultats expérimentaux mettent en évidence la sensibilité et les potentialités de la méthode ultrasonore pour l’estimation des contraintes résiduelles dans le verreThe estimation of residual stresses is important in the glass industry. Indeed, the mechanical strength of piece of glass is strongly linked to the internal stresses distribution. This study deals with the nondestructive evaluation of these stresses by the use of ultrasonic method. The variation of the velocity of acoustic wave propagation according to the stresses constitutes the acoustoelasticity theory. Within the framework of this theory, we have studied the dependence of the velocity of Rayleigh wave propagation according to residual stress profiles resulting from quenching and bending. This wave has been chosen because its dispersion with the stress gradient makes it possible to analyze the thickness of the material. The originalities of this work are: the study of the equivalent elastic constant in natural coordinates, the introduction of the surface acoustoelastic coefficient and the theoretical analysis of the influence of the stress profile on the Rayleigh wave propagation versus frequency. Various measurement techniques have been implemented (piezoelectric generation/detection and laser detection) on various samples and especially on a soda-lime-silica glass which has been thermally quenched in a nonhomogeneous way. Moreover, a double interferometric detection made it possible to overcome the difficulties related to the surface curve. The experimental investigations highlight the sensitivity and the potentialities of the ultrasonic method for the estimation of the residual stresses in glass
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Montay, Guillaume. "Détermination des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémental." Troyes, 2001. http://www.theses.fr/2001TROY0001.
Full textAbstract:
On définit les contraintes résiduelles comme étant les contraintes demeurant dans une structure mécanique alors qu'aucune sollicitation extérieure n'est appliquée. Ces contraintes jouent un rôle important sur les propriétés mécaniques des matériaux. Leur prise en compte permet d'améliorer les procédés d'élaboration des matériaux mais aussi la simulation numérique pour une meilleure prévision des résultats recherchés. L'évaluation, tant quantitative que qualitative, de ces contraintes est un exercice assez complexe à mettre en oeuvre. Pendant cette étude, nous nous sommes particulièrement intéressés à la méthode du trou incrémental. Plus précisément, c'est sur la calibration de cette méthode, utile pour relier le gradient de déformations au gradient de contraintes, que nous avons focalisés notre travail. Dans cette étude, nous avons mis en place une plate forme numérique qui permet de simuler de manière automatique le perçage incrémental d'un trou en fonction des paramètres choisis par l'opérateur (dimensions du trou, nombre d'incrément de perçage, type de matériau, taille et position des jauges de mesure). En combinant l'interférométrie différentielle à réseau et la technique du perçage incrémental, nous proposons une calibration par des images pour des structures composées d'un seul matériau. Pour les structures revêtues nous avons mis en place des coefficients de calibration qui prennent en compte la double nature mécanique du matériau composite ainsi élaboré. Puis la géométrie de la structure a été prise en compte pour calibrer de manière plus précise la technique du trou incrémental, en argumentant la calibration sur des géométries sphériques.
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Braham, Sahbi. "Modélisation du galetage des vilebrequins : évolution des contraintes résiduelles sous chargement de service." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1991. http://www.theses.fr/1991EPXX0035.
Full textAbstract:
Le galetage est un traitement de surface qui induit des contraintes résiduelles de compression pour améliorer la tenue en endurance des pièces traitées. Ce traitement est couramment utilisé dans l'industrie automobile en particulier sur les vilebrequins. Ce travail comporte essentiellement deux parties qui ne peuvent être séparées. La première a pour objet la détermination des contraintes résiduelles induites et la seconde l'étude de l'influence de telles contraintes sur la tenue en endurance. Pour déterminer les contraintes résiduelles du galetage, l'étude, par les méthodes classiques, est très lourde et couteuse, car il s'agit d'un problème d’élastoplastique cyclique ou le chargement est transmis par roulement de contact. De plus, ce problème est tridimensionnel. Notre première tâche était de modéliser ce traitement en cherchant la manière la plus simple et la plus rapide qui soit. Ceci a été possible en se basant sur l'a. S. S. I. Développée par Mr. Zarka et al. Nous avons montrés la fiabilité de cette modélisation en la comparant d'une part avec une autre méthode numérique basée sur l'algorithme stationnaire (N'Guyen, Dang Van et al. ) Et d'autre part en la confrontant avec des résultats expérimentaux. Nous avons ensuite étudie l'influence des différents paramètres intervenant dans le procédé du galetage, telle que la pression du galetage, l'aire de contact, etc. La deuxième partie de ce travail concerne essentiellement l'étude du comportement sous sollicitations de service des pièces traitées. Elle comporte d'une part le choix d'un critère d'endurance parmi les nombreux existants, et d'autre part la prise en compte de contraintes résiduelles dans un tel critère. Ce dernier point suppose que les contraintes résiduelles sont stables, ce qui n'est généralement pas le cas, comme nous l'avons montré. Nous avons alors propose deux méthodes de calcul pour évaluer les contraintes résiduelles stabilisées après évolution due à l'adaptation macroscopique de la structure sous le chargement de service. Ces deux méthodes sont également basées sur l'a. S. S. I. Nous avons applique ces deux méthodes de calcul successivement sur une plaque grenaillée puis sur un vilebrequin galete, tous deux soumis a des sollicitations de service. Nous avons ainsi mis en évidence l'influence de paramètres principaux de sollicitation de service (telle que l'amplitude, etc. ) Sur l'évolution des contraintes résiduelles. Enfin, nous avons quantifie l'effet des contraintes résiduelles sur la tenue en endurance d'un vilebrequin galete en utilisant une sollicitation réelle et complexe
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Deléglise-Lagardère, Mylène. "Caractérisation et modélisation des contraintes résiduelles dans les pièces composites épaisses." Lille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LIL10150.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à matrice polymère sont de plus en plus utilisés pour réaliser des pièces de structures épaisses. Des retraits thermique et chimique se produisent lors de leur fabrication, induisant des contraintes résiduelles. Une méthode de mesure de ces dernières basée sur la relaxation de contraintes par dissolution de couches successives de matériau est proposée. Les profils de contrainte obtenus ont été retrouvés par le calcul. L'approche proposée repose sur la prévision de l'histoire thermique de la pièce et de l'évolution du degré de polymérisation de la résine. Ensuite, le profil de contrainte est calculé en appliquant la théorie des stratifiés. L'évolution des contraintes lors de la polymérisation et l'importance de la température au pic de polymérisation ont ainsi été établies. De plus, une méthode inverse de caractérisation de paramètres thermiques induits par l'écoulement de résine est présentée. Elle permet de prédire avec précision l'évolution de la température et donc le profil de contrainte pour tout procédé de fabricationPolymer matrix composite materials are more and more chosen for thick structural parts applications. However, thermal and chemical shrinkages can occur during resin polymerization, creating residual stresses. An experimental method based on incremental matrix dissolution for stress relaxation was developed to determine residual stress profiles. Those profiles were comparable to those obtained numerically. The developed approach is based on the thermal and curing history prediction during composite manufacturing. The residual stress profile is then calculated using the laminate plate theory. The generation of residual stresses as well as the temperature at the polymerization peak were shown to be of great importance. Moreover, an inverse method for determination of thermal parameters induced by resin flows during composite manufacturing was presented. The temperature profile and thus the residual stresses can then be modelled accurately
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Edeline, Gwenaël. "Méthode énergétique de simulation de propagation de fissure et contraintes résiduelles." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2015. http://www.theses.fr/2015EPXX0060.
Full text
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Shamshirsaz, Mahnaz. "Contraintes résiduelles dues à l'élaboration dans des plaques métalliques minces multicouches." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10062.
Full textAbstract:
L'utilisation des plaques Triplam (tricouches avec peaux en acier inoxydable austénitique et âme en acier doux) présente une large combinaison d'avantages, pour l'industrie de l'électroménager en particulier. Cependant, certains problèmes apparus lors de la mise en forme ont conduit à soupçonner le rôle important des contraintes résiduelles d'élaboration. Le but de cette étude est l'analyse et la modélisation de ces contraintes résiduelles. Une étude bibliographique fait le point des connaissances sur la nature, les origines, les méthodes de mesure, l'importance en service et la répartition des contraintes résiduelles après mise en forme. Les répartitions des contraintes résiduelles dans des plaques Triplam d'épaisseurs 0,60, 1,27 et 2,00 mm sont obtenues par la méthode d'enlèvement de matière par voie électrochimique. Les contraintes résiduelles mesurées sont assez importantes, et leurs niveaux et profils dépendent de l'épaisseur. L'étude du comportement mécanique en traction monotone du Triplam montre une très faible anisotropie. Un modèle composite analytique élasto-plastique est en bon agrément avec le comportement réel. De plus, l'importance de la température de recuit sur les propriétés mécaniques des peaux est mise en évidence. Un modèle thermo-élastique permet de calculer les contraintes résiduelles après recuit. L'évolution des contraintes résiduelles dans le Triplam au cours de sa fabrication est ensuite étudiée numériquement par éléments finis avec un modèle 2d. Les résultats conduisent aux conclusions suivantes: les hypothèses de contraintes planes et de déformations planes conduisent a des résultats très voisins ; le skin-pass modifie complètement la répartition des contraintes résiduelles ; l'ordre des bobinages successifs n'a qu'une faible incidence et l'opération de décintrage détensionne la plaque. Pour les plaques de faible épaisseur, le bobinage et le décintrage ont peu d'influence, et les contraintes résiduelles résultent essentiellement de l'opération de skin-pass ; en revanche, pour la plaque d'épaisseur 2,00 mm, ces contraintes sont principalement dues aux opérations de bobinage et de décintrage. La comparaison des résultats de la modélisation avec ceux obtenus expérimentalement conduit à un assez bon agrément, et fait l'objet d'une discussion approfondie.
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Schuman, Christophe. "Etude de l'évolution de la texture cristallographique d'acier extra-doux au cours du tréfilage et d'une opération particulière de laminage : détermination des contraintes internes." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Schuman.Christophe.SMZ941.pdf.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de déterminer l'influence que peut avoir la texture cristallographique sur la limite de tréfilabilité du matériau dans le cas des ifs et des calmes al en fonction de différentes conditions de tréfilage et métallurgiques. Une étude de texture dans une opération particulière de laminage à froid a également été menée afin de comparer les textures obtenues par deux procédés de déformation différents. Comme toute déformation plastique introduit dans le matériau des contraintes résiduelles, il nous est apparu nécessaire d'essayer de les quantifier afin de pouvoir prévoir le comportement du matériau en service. Ces déterminations des contraintes résiduelles ont été faites par diffraction des rayons X avec prise en compte de la texture dans les calculsThe aim of yhis work is to determine the influence which the texture of the material in the case of the IFS and Al-killed steels may have on the drawability limit according to different drawing and metallurgical conditions. A study of the texture during a specific cold rolled process has also been carried out to compare the obtained textures with two different deformation processes. Since any plastic deformation introduces residual stresses in the material, it was necessary to quantify them in order to predict the in-use behaviour of the material. These residual stresses by means of X-ray diffraction have been determined by taking the crystallographic texture into account
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Valiorgue, Frédéric. "Simulation des processus de génération de contraintes résiduelles en tournage du 316L : nouvelle approche numérique et expérimentale." Saint-Etienne, EMSE, 2008. http://www.theses.fr/2008EMSE0038.
Full textAbstract:
L’objectif de la thèse proposée par AREVA NP porte sur la prédétermination des contraintes résiduelles issues de l’opération de tournage de finition de l’inox 316L. Le modèle numérique simulant la génération des contraintes résiduelles propose une approche originale en appliquant des chargements thermomécaniques équivalents sur la surface finale de la pièce sans recourir à la modélisation de l’enlèvement de matière (formation du copeau, séparation de la matière,…). De ce fait, l’étude se divise en deux parties complémentaires. D’un coté, une campagne de mesures expérimentales a été menée de manière à recueillir un ensemble de données nécessaires à la mise en place des chargements thermomécaniques. Ces expériences sont conduites en fonction des données fournie par AREVA NP. De l’autre, un modèle numérique applique ces chargements et reproduit les phénomènes conduisant à l’apparition des contraintes résiduelles. Ces résultats numériques sont alors confrontés à ceux trouvés dans la biblio et aux mesures réalisées en interne. Il apparaît que cette nouvelle approche fournie des résultats intéressants et qu’elle permet de simuler plusieurs passages d’outils ce qui reste hors d’atteinte des modèles numériques actuellesThe main goal of this thesis proposed by AREVA NP is to predict the residual stresses induced by finishing turning of AISI 316L. The numerical model is simulating the residual stresses generation with a new approach by applying directly equivalent thermo-mechanical loadings onto the finished workpiece surface without modeling the chip removal process. Thus, this study is divided in two complementary main subsections. On one hand, an experimental campaign is carried out to record data and to compute thermomechanical loadings. This task is made using the AREVA NP parameters. On the other hand numerical models are set up using previous measured values. They are made to reproduce the residual stresses generation by applying and moving the thermo mechanical loadings. The study leads to interesting results because the shapes of the residual stresses curves agree with previous works concerning this topic and with XRD measured residual stresses. The new approach seems to be pertinent because it is possible to simulate several tool passages like no other numerical model
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Henninger, Carole. "Prise en compte des contraintes résiduelles dans un critère d'amorçage en rupture fragile." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00263402.
Full textAbstract:
Dans de nombreux assemblages de matériaux soumis à un chargement thermo-mécanique lors de l'élaboration ou en service, des contraintes résiduelles thermiques apparaissent, qui modifient les conditions d'amorçage des fissures. Si de plus l'un des composants a un comportement plastique, des déformations résiduelles plastiques peuvent à leur tour jouer un rôle. En mécanique de la rupture fragile, une des difficultés majeures concerne la prédiction de l'amorçage de fissures en l'absence de défaut initial. Leguillon a proposé un critère d'amorçage combinant une condition énergétique de type Griffith et une condition de contrainte maximum. La mise en oeuvre du critère fait intervenir les développements asymptotiques raccordés et la théorie des singularités. La bonne corrélation du modèle avec des mesures expérimentales pour les matériaux homogènes isotropes sous chargement mécanique pur a conduit à envisager l'extension du critère afin de prendre en compte des contraintes résiduelles.
La comparaison du critère modifié avec des mesures expérimentales sur un assemblage aluminium/époxyde sous chargement thermo-mécanique se révèle satisfaisante quant à la prédiction de la rupture de l'interface entre les composants. Elle permet également de mettre en évidence, par inversion, une méthode d'identification des paramètres de rupture de cette interface. Le critère modifié est appliqué également à l'analyse de la décohésion tuile/structure dans les aiguilles formant le limiteur du tokamak Tore Supra. En effet, des contraintes résiduelles d'origine thermique et plastique apparaissent dans la partie métallique des tuiles de protection.
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Lévesque, Jean-Benoît. "Développement d'une méthode de calcul des contraintes résiduelles pour la méthode des contours et mesures expérimentales des contraintes résiduelles de joints soudés en T sous l'influence de bridage." Mémoire, École de technologie supérieure, 2010. http://espace.etsmtl.ca/277/1/L%C3%89VESQUE_Jean%2DBeno%C3%AEt.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche comporte deux objectifs spécifiques. Dans un premier temps, il est
proposé de démontrer l'applicabilité de la méthode des cellules de pression constante (MCP)
s'appuyant sur les fonctions d'influence établies par Love à partir des équations de
Boussinesq et Cerruti pour le calcul des contraintes résiduelles à l'aide de la méthode des
contours. Les motivations quant à l'utilisation de la MCP plutôt que de la méthode des
éléments finis (MEF) sont les gains en temps de calcul et la précision des solutions. À cet
effet, un algorithme est développé et les solutions qui lui sont attribuables sont vérifiées par
la méthode des éléments finis (MEF). Pour des niveaux de précision comparables, la MCP
nécessite jusqu'à quatre fois moins d'éléments de calcul que la MEF, et par le fait même peut
diminuer proportionnellement le temps de calcul.
Le second objectif du programme de recherche est de relier l'intensité de bridage des joints
soudés en T au niveau des contraintes résiduelles. Pour y arriver, une campagne d'essais est
menée. Chacun des essais est réalisé à l'aide d'un dispositif de bridage permettant d'obtenir
une rigidité maximale. L'intensité de bridage est alors contrôlée par l'épaisseur des plaques
utilisées. Les plaques sont instrumentées de jauges et de thermocouples tout au long du
soudage afin d'enregistrer les déformations et températures inhérentes au procédé. Les
contraintes internes des essais sont aussi étudiées par l'entremise de la méthode des contours.
L'algorithme précédemment développé est utilisé. Le champ de déplacements est généré par
une coupe par électroérosion au centre de chacun des essais et mesuré par profilomètre sans
contact.
Enfin, une nouvelle approche est proposée afin de calculer adéquatement l'intensité de
bridage dans un joint en T. Celle-ci est déterminée à partir des déplacements dominants lors
du retrait thermique du métal d'apport. Les différentes approches de calcul du bridage sont
utilisées afin de déterminer l'interaction entre l'intensité de bridage et le niveau des
contraintes résiduelles. Ces dernières sont mesurées avec les jauges de déformation et
calculées par la méthode des contours dans les joints en T.
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Alhussein, Akram. "Transport et stockage des dérivés pétroliers : problématique d'endommagement des pipes par érosion de sable et par hydrogène." Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ034S/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons traité l’endommagement local des pipes en acier API 5L X52, par impact de sable et par hydrogène. L’érosion se produit par la projection du corindon (Al2O3), d’une taille moyenne de grains comprise entre 300 et 400um. Les variables sont le temps de sablage (compris entre 1 et 8 heures) et le rayon d’entaille d’éprouvette (0.25 à 1 mm). L’effet d’érosion est caractérisé par : perte de masse, volume érodé, évolution des paramètres d’entaille, analyse des contraintes résiduelles et microdureté HV. Nous avons constaté que plus le temps de sablage et le rayon d’entaille sont grands, plus l’endommagement est important. Les contraintes résiduelles introduites par sablage jouent un rôle important sur la résistance du matériau. La deuxième partie concerne l’endommagement des pipes par la présence de l’hydrogène. Des essais ont été réalisés à un potentiel constant de -1Vsce et dans une solution électrolytique standard : NS4 (Natural Soil 4). La quantité et la concentration d’hydrogène absorbée ont été évaluées. En réalisant différents essais mécaniques : Traction, Charpy et fatigue, nous avons déterminé l’influence du sablage et de l’hydrogène sur les propriétés mécaniques des pipes. Les résultats montrent que le sablage améliore l’élongation à la rupture et la durée de vie du pipe ; par contre, l’hydrogène les réduit puisque il pénètre dans l’acier et change le mécanisme de rupture. L’évolution de la microstructure du matériau et le mode de rupture ont été observé par microscope à balayage. la réduction de la taille des grains de l’acier, au fond d’entaille sablée, est le signe d’une forte déformation plastique. Les fissures dans l’acier, chargé en hydrogène, se propagent en suivant le chemin de la porosité. Enfin, la nocivité d’entaille, sous sablage et sous hydrogène, a été étudiée par le Diagramme Intégrité Rupture Modifié. Nous avons montré que l’entaille, d’une profondeur de 20% de l’épaisseur du pipe, reste sans dangerosité, mais la fragilisation par la présence de l’hydrogène diminue les facteurs de sécurité et de sûreté d’environ 7%In this thesis, we have treated the local damage of pipes, with API 5L X52 steel, by impact of sand and hydrogen. The erosion occurs by the projection of corundum (Al2O3), with an average grain size between 300 and 400μm. The variables are the sanding time (between 1 and 8 hours) and the specimen notch radius (0.25 to 1 mm). The effect of erosion is characterized by: mass loss, eroded volume, evolution of notch parameters, residual stress analysis and microhardness HV. We noticed that longer the sanding time and larger the notch radius, more significant is the damage. Residual stresses introduced by sandblasting play an important role on the material resistance. The second part concerns the damage of pipes by the presence of hydrogen. Tests were carried out at a constant potential of -1Vsce, and in a standard electrolytic solution: NS4 (Natural Soil 4). The quantity and the concentration of absorbed hydrogen were evaluated. By performing different mechanical tests: Tensile, Charpy and fatigue, we determined the influence of sandblasting and hydrogen on the mechanical properties of pipes. The results indicate that the sandblasting improves the elongation at fracture and the lifetime of pipe, but on the other side, hydrogen reduces them because "he" penetrates into the steel and changes the failure mechanism. The evolution of material microstructure and fracture mode were observed by scanning electron microscope. The decrease in steel grains size, at the sandblasted notch tip, is a sign of large plastic deformation. The cracks in steel, charged with hydrogen, propagate along the porosity path. Finally, the harmfulness of notch, under sandblasting and hydrogen, was studied by the Modified Failure Assessment Diagram. We have shown that the notch with a depth of 20% of the pipe thickness isn’t dangerous, but the brittleness caused by the presence of hydrogen reduces the safety and security factors about 7%
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Jegou, Sébastien. "Influence des éléments d'alliage sur la genèse des contraintes résiduelles d'aciers nitrurés." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005632.
Full textAbstract:
Les contraintes résiduelles de nitruration ont pour origine les incompatibilités de déformations volumiques issues de la précipitation au cours du traitement. Le gradient de contraintes résiduelles résulte des gradients de composition chimique et de microstructure, ainsi que des incompatibilités de déformations macroscopiques. L'évolution du gradient de déformations volumiques en fonction de la profondeur et du temps de traitement est directement reliée, dans le cas des aciers, aux évolutions thermochimiques. La relaxation des contraintes en proche surface est la conséquence d'une décarburation superficielle. La diminution globale des contraintes au cours du traitement résulte de la transformation des carbures de revenu et de la diffusion du carbone en fonction de la profondeur. Une simulation du traitement de nitruration est développée à partir de la diffusion d'azote et de carbone à l'équilibre thermodynamique calculé grâce au logiciel Thermo-Calc. Un calcul de la variation de volume accompagnant la précipitation est proposé en tenant compte des hypothèses thermodynamiques et mécaniques. Les contraintes résiduelles de la matrice et macroscopiques sont déterminées au travers d'un modèle micromécanique de transition d'échelle de type auto-cohérent. Ce modèle confirme le rôle des cinétiques de transformations de phases, fonction des cinétiques de diffusion, sur l'évolution des contraintes résiduelles au cours du traitement. Ce modèle est appliqué aux nuances synthétiques Fe-3%Cr-0,354%C et industrielles 33CrMoV12-9. Une description détaillée du traitement de nitruration est finalement proposée. Elle aboutit à une meilleure compréhension de l'influence des éléments d'addition sur l'évolution des contraintes résiduelles.
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Charette, Olivier. "Effet des contraintes résiduelles sur les paramètres modaux dans les structures soudées." Mémoire, École de technologie supérieure, 2011. http://espace.etsmtl.ca/675/1/CHARETTE_Olivier.pdf.
Full textAbstract:
Les méthodes de fabrication et de formage induisent des contraintes résiduelles dans les
pièces mécaniques. Un procédé tel que le soudage génère une distribution de contraintes
résiduelles au voisinage du cordon de soudure. La présence de ces contraintes résiduelles
peut avoir un sérieux impact sur le comportement mécanique d’une pièce. Afin d’atténuer cet
inconvénient, l’emploi de traitement de relaxation thermique ou vibratoire peut être requis
pour éliminer celles-ci. Or, suite à ces traitements, il demeure difficile de connaître le niveau
de contraintes résiduelles contenu dans une pièce car la mesure de celui-ci est complexe. En
pratique, il existe plusieurs méthodes et techniques afin de mesurer les contraintes résiduelles
découlant du soudage. Cependant, celles-ci sont bien souvent difficiles à mettre en oeuvre et
peuvent s’avérer imprécises. Or, des études précédentes ont montré que la distribution des
contraintes résiduelles dans une pièce suite au soudage peut modifier sa réponse vibratoire. Il
serait donc possible d’envisager d’utiliser l’analyse modale comme méthode alternative afin
de prédire l’état de contraintes résiduelles présent dans une pièce. En combinant l’analyse
modale expérimentale et une méthode numérique telle que la méthode des éléments finis, il
est possible d’établir une relation entre l’état de contraintes résiduelles dans une pièce et la
modification de ses paramètres modaux. Des analyses modales ont été effectuées
expérimentalement sur des plaques minces soudées afin d’observer l’influence des
contraintes résiduelles sur les paramètres modaux de celles-ci. D’importantes variations des
fréquences naturelles ont été observées en présence de contraintes résiduelles. Par la suite, un
traitement de relaxation a permis de constater que les fréquences naturelles retrouvaient leurs
valeurs originales. Une analyse thermo-mécanique par éléments finis a permis de déterminer
les contraintes résiduelles présentes dans la plaque suite au soudage. Ensuite, des analyses
modales ont permis de faire le suivi des paramètres modaux de la plaque pour chaque étape
de la modélisation. Les résultats numériques sont comparés à ceux des essais expérimentaux.
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Zhou, Xiaolai. "Etude paramétrique pour la détermination des contraintes résiduelles par la méthode ultrasonore." Troyes, 2006. http://www.theses.fr/2006TROY0013.
Full textAbstract:
L’utilisation de la méthode ultrasonore pour déterminer les contraintes résiduelles se tourne vers l’étude de cas concrets, c’est-à-dire vers la mesure de pièces à caractère industriel. Cette méthode de mesure est basée souvent sur l’effet acoustoélastique qui traduit la dépendance de la vitesse de propagation des ondes en fonction de l’état de contraintes dans le matériau. Le caractère non destructif, sans danger et facile à mettre en œuvre sont les avantages motivant le développement de cette technique. Il existe beaucoup de travaux sur l’application de cette méthode dans des cas particuliers. Mais certains problèmes généraux inhérents à la technique n’ont pas été résolus. Ces derniers représentent par exemple la profondeur de pénétration de l’onde, l’effet du changement de microstructure, etc. Par conséquent, au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés particulièrement à étudier les différents paramètres pouvant affecter la mesure pour une meilleure détermination des contraintes résiduelles, en utilisant cette méthode ultrasonore. En outre, une nouvelle méthodologie concernant l’amplitude des signaux ultrasonores pour le contrôle de qualité des pièces grenaillées a été mise en œuvre. Elle consiste à mesurer l’atténuation de l’amplitude plutôt qu’à mesurer la variation de la vitesse de propagation. Afin de montrer la faisabilité de cette méthode, des éprouvettes grenaillées puis relaxées thermiquement et mécaniquement, ont été contrôlées par la méthode ultrasonore, et validées en parallèle par la méthode du trou incrémentalThe use of the ultrasonic method to determine the residual stresses focuses on studies of concrete cases, i. E. On the measurement of industrial parts. This method of measurement is of-ten based on the acoustoelastic effect which describes the dependence of the wave velocity upon the stress state in materials. The technique is non-destructive, without danger and easy to put into practice. These advantages motivate us to develop it further. There are many studies about the application of this method in particular cases. But some inherent general problems within the technique were not solved. These problems represent for example the penetration depth of the wave, the effect of the change of microstructure, etc. Consequently, during this work, we were particularly interested in studying the various parameters being able to affect the measurements, for a better determination of the residual stresses using this ultrasonic method. Moreover, a new methodology concerning the amplitude of the ultrasonic signals for the quality control of the shot-peened components was developed. It consists in measuring the attenuation of the amplitude rather than the variation of the wave velocity. In order to show the feasibility of this method, the shot-peened specimens being relaxed by thermal and mechanical treatments, were checked by the ultra-sonic method, and were validated by the incremental hole-drilling method
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Benrabah, Abderrahim. "Influence des contraintes résiduelles sur le comportement en fretting des matériaux métalliques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1995. http://www.theses.fr/1995ECDL0038.
Full textAbstract:
La reponse materiau dans un contact cylindre-plan simulant le comportement en fretting d'assemblages demontables depend de multiples facteurs. Pour un couple donne (acier traite, a haute durete - acier trempe revenu), les contraintes residuelles peuvent jouer un role particulier sur les processus d'endommagements. C'est ce que nous nous sommes attaches a demontrer en etudiant le comportement en fretting de deux aciers a moyen carbone, faiblement allies, grenailles par deux techniques differentes. Les contraintes residuelles initiales en surface et leurs evolutions dans la zone de contact en fonction des conditions de chargement (effort normal, debattement, nombre de cycles) ont ete determinees par une methode non-destructive fondee sur la diffraction des rayons x. Un comportement anisotropique sensible au sens de la sollicitation, a l'echelle macroscopique, est alors mis en evidence. Parallelement, les variations de largeur de raies sont suivies selon une procedure specifique. Ainsi, nous avons montre qu'il existe une relation directe entre ces largeurs et les contraintes respectives mettant en relief le role important joue par ces dernieres sur la reponse materiau, notamment des effets de relaxation dependants des proprietes de microplasticite des aciers etudies
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Zahouane, Abdel Illah. "Fatigue des joints soudés hétérogènes : rôle des contraintes résiduelles et aspects métallurgiques." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112217.
Full textAbstract:
Dans les centrales nucléaires, des raisons économiques conduisent à remplacer les pièces massives en acier inoxydable par des pièces en acier faiblement allié protégé par un recouvrement d'acier inoxydable (revêtement des cuves des réacteurs à eau pressurisée). Or l'existence de fissures dans ce type de jonctions, sous le revêtement des cuves et surtout des tubulures, a conduit à s'interroger sur les causes et les processus d'apparition de ces défauts. En général, il est admis que les contraintes résiduelles sont parmi les facteurs qui provoquent cette fissuration. Pour déterminer ces contraintes, des mesures ont été réalisées par la méthode du trou, méthode faisant appel au perçage d'un trou par électroérosion au centre d'une rosette de jauges collée à la surface du matériau. Cette technique n'est en principe valable que dans le cas d'un champ de contraintes uniforme, dans le cas d'un champ de contraintes non uniforme (ce qui est le cas des joints soudés hétérogènes) on utilise une fonction de transmissibilité. Les résultats des mesures permettent d'expliquer les phénomènes de ralentissements et arrêts de propagation des fissures observés lors des essais de fatigue réalisés sur des éprouvettes C. T. Prélevées dans le joint. Le facteur d'intensité de contrainte (variable couramment utilisée pour caractériser le comportement à la fissuration des matériaux) dû aux contraintes résiduelles est calculé par la méthode des fonctions poids, méthode basée sur le principe de superposition. L'amplitude de ce facteur ainsi calculé permet une explication qualitative du phénomène observé en fatigue. Une autre approche plus quantitative basée sur l'utilisation du facteur d'intensité de contrainte efficace permet de mieux décrire, l'influence des contraintes résiduelles sur la propagation des fissures dans le joint soudé hétérogèneFerritic austenitic welded joints are complex junctions often difficult to obtain and are subjected to special service loadings due to the presence of dissimilar materials having different chimical and physical properties. Some nuclear reactor components are loaded in such a way that fatigue resistance of these joints is involved. In this work, the effect of residual stresses on crack propagation in a ferritic austenitic welded joint has been taken in consideration. For this purpose, residual stresses measurements on the joint have been performed. Measurements of these stresses have been obtained by hole drilling method (drilling of a hale at the center of a gauge roset stuck at the surface of the material). The presence of non un1form residual stress field, (due in particular to the difference between the expansion coefficients of the steels used to manufacture the joint), implies the use of special function called transmissibility function, to calculate residual stresses in the thicness of different samples used in this study. All the results obtained allow the explain the phenomenon encountered during crack propagation, in particular, the decrease of the crack propagation rate observed in some cases. As a matter of fact, high levels of residual stresses have been measured in the ferritic steel, near the ferritic austenitic weld boundary. These residual stresses produce the decrease of the crack propagation rate in this zone. To take into account this internal stress field, we suggest to calculate residual stress intensity factors Kres derived by weight. Function methods. When crack propagates, the effective stress intensity factor range ΔKeff is given by: ΔKeff = K appl. Max. + Kres
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Pilloz, Michel. "Revêtements laser multi couches multimatériau : maîtrise des traitements et des contraintes résiduelles." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0029.
Full textAbstract:
Deux aspects ont été abordé dans ce travail : - d'une part, la maîtrise des revêtements multipasses monocouches et/ou multimatériaux. Il a été nécessaire de mettre au point un dispositif spécifique pour réaliser ces revêtements par projection de poudre. Quatre types de poudres (base Co, base Ni, base Fe,base type acier austénitique inoxydable) et deux substrats(acier austénitique inoxydable 304L et acier bas carbone XC10) ont été testés. Il a été possible d'établir une procédure de dépôt qui définit les plages d'utilisation optimale : irradiance, vitesse de traitement, défocalisation. - d'autre part, la détermination systématique des champs de contraintes résiduelles induites par ces dépôts, à l'aide d'une méthode d'enlèvement de couches intégrant l'aspect multimatériau. Selon la nature des dépôts, les contraintes sont le plus souvent de traction dans la couche extérieure, mais aussi de compression dans deux cas. A partir d'une approche phénoménologique les origines de ces contraintes sont mises en évidence et l'importance des principaux paramètres est soulignée : écart de contraction thermique, gradient thermique, effet thermomécanique (fluage) l 'interprétation s 'appuie également sur une étude métallurgique et mécanique : microscopie, analyse X, SIMS, mesure des constantes élastiques, dureté. . .
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Bléhaut, Hervé. "Influence des contraintes résiduelles sur l'intégrité des surfaces lors de parachèvements mécaniques." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-281.pdf.
Full textAbstract:
L'assemblage des structures métalliques nécessite généralement des opérations de soudage. Dans le domaine des appareils à pression, ces opérations sont particulièrement bien étudiées et contrôlées (respect des normes et des réglementations en vigueur). Souvent des opérations de parachèvement, comme le meulage et le polissage, sont utilisées avant et/ou après soudage. Celles-ci peuvent générer des modifications des états de surface et engendrer des contraintes résiduelles néfastes ou bénéfiques à la tenue en service des structures. Cette étude apporte une contribution à la compréhension et à la maîtrise de ces phénomènes. Celle-ci a été menée sur deux matériaux: un acier inoxydable austénitique et un acier au carbone. Les effets d'origines mécanique et thermique ont été mis en évidence et les résultats obtenus ont été vérifiés sur des structures réelles. Des essais de relaxation des contraintes résiduelles et une modélisation numérique sont venus compléter notre analyse.
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Cazayus-Claverie, Samuel. "Effect of residual stress on the elasticity of fiber networks." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS030.
Full textAbstract:
Les cellules sont les unités fondamentales de tous les organismes vivant. Les cellules eukaryotes sont architecturées autour de fibres aussi diverses que les rigides microtubules et que l'actine semiflexible dans l'ensemble que forme le cytosquelette. C'est à ce titre que le cytosquelette est impliqué dans de nombreux les processus de déplacement et de déformation des cellules, il est aussi responsable de la rigidité mécanique des cellules. En son sein, les filaments d'actine peuvent être réticulés en fagots de plus de 30 filaments, mais aussi s'intersecter à des angles finis. Ces processus sont en compétition lors de l'auto-assemblage des réseaux d'actine, ce qui induit d'importantes contraintes résiduelles.Dans cette thèse, nous étudions l'effet des contraintes résiduelles sur l'élasticité des réseaux de fibres en 2 dimensions d'espace. Nous développons une méthode originale pour le calcul des contraintes au bord d'un réseau de fibres et ses modules élastiques. Nous trouvons que les contraintes résiduelles induisent une rigidification du réseau. Les contraintes résiduelles impactent aussi la réponse non linéaire du réseau : nous trouvons qu'elles rendent le réseau mécaniquement instable sous compression, qu'elles contrôlent la largeur domaine de réponse linéaire au cisaillementCells are the basic units of all living organisms. Eukaryotic cells are stuctured on top of a scaffold of fibers ranging from stiff microtubules to semiflexible actin : the cytoskeleton. As such the cytoskeleton is involved into a broad family of processes of translocation and deformation of cells, it is also responsible for cells mechanical stiffness. The actin filaments into cytoskeleton can be cross-linked into bundles built of as much as 30 parallel filaments, but filaments can get bound at a finite angle also. These processes are in competition during network's self-assembly and result in strong residual stresses.In this thesis, we study the effect of these residual stresses on the elasticity of fiber networks in 2 dimensions of space. We develop an original method to compute stress on the boundaries of a network and its elastic moduli. We find that residual stress induces a stiffening in the infinitesimal response of the network. Residual stress also affects the non linear response of the network : we find that it makes the network unstable under compression, and that they control the onset of non linear response to shear
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Pimard, Alain. "200 1#Etude de l'aptitude au cintrage des tubes Cu-b écrouis en liaison avec la texture et la répartition des contraintes résiduelles." Lyon, INSA, 1985. http://www.theses.fr/1985ISAL0015.
Full textAbstract:
Cette étude, menée conjointement avec le Centre de Recherches Tréfimétaux a pour but d'établir l'influence de divers paramètres de fabrication de tubes Cu/b écrouis, sur les textures de déformation et sur la répartition des contraintes résiduelles. Nous envisageons d'établir la corrélation entre les résultats obtenus par ces deux voies de recherche métallurgiques et 1 'aptitude des tubes de cuivre vis à vis du cintrage. Nous présentons en première partie de cet exposé les divers visages de la fabrication du tube de cuivre et les résultats obtenus aux essais de cintrage. En seconde partie nous apportons une réponse à la contribution des paramètres d'élaboration à certaines évolutions de caractère métallurgique. Nous exposons en premier une analyse de texture reposant sur l'examen de figure de pôles obtenus par goniométrie automatisé au Centre d’Études des Textures de Metz. Nous communiquons ensuite les résultats d'une étude de contraintes résiduelles effectuée par méthode d'usinage chimique et de mesure par jauges de déformation. Nous établissons dans le dernier chapitre les relations entre cintrage, texture, et contraintes résiduelles en introduisant dans ces relations triangulaires les facteurs d'élaboration des tubes qui conditionnent tous ces résultats.
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Lacoste, Emmanuel. "Modélisation et simulation multi-échelles des contraintes d'élaboration et de service dans les matériaux composites." Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=c1682c0b-ad83-4eda-8a9b-10bdb4a7e9e5.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, les méthodes multi-echelles ont été utilisées afin de décrire le comportement d’un matériau composite à matrice organique, composé de bandes de renforts unidirectionnelles orientées aléatoirement dans le plan du pli. Une approche à champ moyen (modèles de Mori-Tanaka et autocoherent) a permis de calculer les propriétés mécaniques du composite via une procédure en deux étapes. Les difficultés liées a la coexistence dans le matériau de plusieurs morphologies d’inclusions ont été levées via a une généralisation du modèle autocohérent. Ce modèle a aussi permis de calculer les contraintes locales de service dans le composite. Les contraintes dans les bandes UD ont également été calculées via une approche à champ complet périodique utilisant les éléments finis, montrant ainsi les avantages et les limites des approches à champs moyens. En s’appuyant sur une description du comportement de la résine selon la température et le degré de réticulation, l'évolution des propriétés du composite et des contraintes résiduelles locales (dues au retrait thermochimique de la résine) a pu être déterminée tout au long du cycle de fabrication, pour différentes contraintes appliquées au composite. La problématique des déformations résiduelles de fabrication des pièces composites a également été abordée, en se focalisant notamment sur le phénomène de retrait angulaire des équerres du à l’anisotropie du matériau. Les éléments finis ont permis de simuler ce retrait ainsi que les interactions moule-piece, en tenant compte de l'évolution des propriétés mécaniques de l'équerre. La possibilité d’utiliser un moule composite pour cuire des pièces composites a également été évaluéeIn this thesis, multi-scale methods were used in order to describe the behaviour of an organic-matrix composite material, made of unidirectional reinforcing strips randomly disposed in the layout. The mean-field approach (Mori-Tanaka and self-consistent models) allowed us to forecast the mechanical properties of the composite via a two-steps procedure. The difficulties linked to the coexistence in the material of several morphologies of inclusions were overtaken with a more general formulation of the self-consistent model. This model also allowed us to estimate the local service stresses in the composite. Those stresses in the UD strips were also computed with a periodic full-field approach, using the finite elements, which highlighted the advantages and limits of the mean-field approaches. Relying on a description of the resin’s behaviour as a function of temperature and reticulation degree, the evolutions of the composite’s properties and local residual stresses (created by the thermochemical shrinkage of the resin) along the fabrication process could be determined, for several constraints applied to the composite. The problematic of the residual distortions of composite parts was also addressed, focusing on the effect of angle spring-in in L-shaped parts yielded by the material anisotropy. The finite elements allowed us to simulate this spring-in and also the mould-part interactions, accounting for the evolutions of the mechanical properties during the cure process. The opportunity of using a composite mould to cure composite parts was also evaluated
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Lovato, Georges. "Rhéologie des joints brasés : étude expérimentale et détermination par méthode inversé." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0563.
Full textAbstract:
Les assemblages brases etudies dans le cadre de cette these relevent du genie thermique applique aux composants a haut flux pour des reacteurs de fusion thermonucleaires. La conception de tels composants en composite carbone-carbone (c-c) passe par le calcul des champs de contrainte et de deformation s'y developpant a l'issue du processus de fabrication, puis en service. Dans un assemblage heterogene, le differentiel de coefficients de dilatation thermique cree des contraintes residuelles qui sont a l'origine de fissurations: la connaissance des champs de contrainte regnant a l'interface des materiaux assembles est donc aussi importante sinon plus que la connaissance en rupture et/ou en fatigue thermomecanique des composites carbone-carbone. Nous avons developpe une methodologie d'analyse thermomecanique originale. Cette methodologie est basee sur la determination de la loi de comportement du joint brase apres brasage a partir de mesures dilatometriques specifiques. Les mesures de fleches, realisees in-situ, sont enregistrees aussi bien au cours du cycle de brasage qu'au cours de cycles simulant les conditions de service dans un dilatometre vertical specialement adapte a cet effet. La modelisation de ce type de probleme par la methode des elements finis permet de prendre en compte l'historique de l'assemblage depuis la temperature de solidification du joint brase jusqu'a la temperature ambiante avec une description precise de l'ecrouissage des substrats a assembler. Le comportement du joint brase est etabli en comparant la reponse de la fleche d'un assemblage brase in-situ dans le dilatometre a celle calculee par elements finis ; l'identification s'effectue alors en resolvant un probleme inverse qui consiste a rechercher un jeu de parametres et coefficients pour lequel la confrontation entre la realite experimentale et la simulation du modele est satisfaisante. Cette methodologie a ete appliquee sur trois couples de materiaux tzm/acier inoxydable, tzm/cuivre ofhc et composites carbone-carbone sur cuivre ofhc et tzm
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M'Ghaieth, Ridha. "Evolution de la méthode de tirage E. P. R. De rubans de Si polycristallins destinés à la production de photopiles." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0027.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la réalisation de cellules solaires à faible coût et à usage terrestre. La méthode EPR (Electron-Poudre-Ruban) utilise la fusion de zone obtenue par déflexion magnétique du spot électronique. Au niveau de la ligne de fusion, le fort gradient de température est la cause de l'apparition des contraintes thermiques qui provoquent généralement des fissures. Nous avons donc, après une étude théorique d'élimination du taux de contraintes résiduelles, adapté les paramètres de tirage pour minimiser les contraintes. La facilité de la déflexion du spot électronique par champs magnétiques nous a conduit à utiliser deux bobines à champs perpendiculaires. Une carte de traitement thermique et un système électronique partiellement automatisé permettent de déplacer la ligne de fusion dans une zone portée à haute température (1200°C), ce qui élimine le phénomène de fissuration et assure l'obtention systématique de rubans de 300J. L. Ffi d'épaisseur, de 2 cm de large et de 3 cm de long. Nous avons réalisé une série de 32 cellules de 2 cm2 de surface à partir de ces rubans. Le rendement de conversion atteint 6,5% sous éclairement AM1,5 sans couche antireflet ni traitement de passivation. Avec le nouveau mode de déflexion du spot électronique, l'échantillon est constamment soumis au bombardement électronique, ceci fait apparaître une couche fortement dopée sur les deux faces du ruban, ce qui assure une passivation en surface et permet d'établir de meilleurs contacts ohmiques sur la base de la cellule; des essais de passivation à l'hydrogène n'améliorent pas notablement les paramètres photovoltaïques des photopiles. Par ailleurs, différentes méthodes de caractérisations du matériau et de la cellule ont été utilisées : - Analyses des contraintes résiduelles par photoélasticimétrie infrarouge assistée par ordinateur. Cette méthode a permis de meure en évidence l'effet du traitement thermique et de la relaxation des rubans par chauffage approprié. Le taux de cisaillement maximum, initialement de l'ordre de 300MPa, passe à 50 MPa après adaptation du profil de température autour de la ligne de fusion et chute à 20 MPa après une relaxation à 1100°C pendant 30mn. - Analyses chimiques au SIMS: Mise en évidence des différents processus de purification qui accompagnent l'élaboration du matériau et de l'existence de la couche fortement dopée en surface. - Caractérisations électriques du matériau et des cellules par microscopie électronique à balayage en mode d'émission secondaire et en mode EBIC pour déterminer les défaillances des cellules et évaluer certains paramètres photovoltaïques. La méthode de la réponse spectrale d'une diode électrolytique utilisée pour mesurer la longueur de diffusion sur les rubans bruts de tirage, a permis de mettre en évidence l'effet du bombardement électronique sur la longueur de diffusion par irradiation à différentes températures. Les différentes caractérisations ont permis de cerner les causes de perte de puissance et nous envisageons d'améliorer encore le système de tirage pour augmenter les rendements de conversion des photopiles.
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Parant, Olivier. "Étude expérimentale et calcul des contraintes résiduelles dans des tubes extrudés en polyéthylène." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443735.
Full textAbstract:
Notre objectif dans cette étude aura été de se rapprocher progressivement du comportement et des caractéristiques des polyéthylènes afin de décrire les mécanismes de formation des contraintes résiduelles lors du calibrage des tubes.Le modèle le plus simple, basé sur une loi de comportement liquide - solide élastique, a mis en évidence deux mécanismes de formation des contraintes résiduelles. Le premier est relié aux différences de température lors du refroidissement qui provoquent des différences de retrait dans l'épaisseur. Ceci met les couches extérieures du tube en compression et les couches intérieures en traction. Ce profil de contrainte fait se refermer le tube lorsqu'on le découpe suivant la génératrice
Le second mécanisme est relié aux efforts extérieurs qui s'appliquent sur le tube. La dépression dans le calibreur maintient le tube contre la chambre de calibrage et l'empêche de se rétracter lors du refroidissement ce qui induit des contraintes de traction dans les couches solidifiées. En fait la dépression bloque le retrait thermique qui était à l'origine du premier mécanisme. Si la dépression est suffisante pour maintenir le tube jusqu'à la fin de la solidification le profil de contraintes résiduelles est nul. Les profils de contraintes intermédiaires sont obtenus par une évolution des conditions aux limites lors de la solidification, la dépression n'étant en faite pas suffisante pour maintenir le contact pendant toute la solidification.
Le modèle élastique a également mis en avant l'influence des forces axiales et en particulier les forces de frottement entre le tube et la chambre de calibrage. En étirant le tube, elles tendent à diminuer son diamètre. La dépression bloque cette rétraction en plus du retrait thermique. Ceci accentue les contraintes de traction dans les couches extérieures jusqu'à inverser le profil des contraintes résiduelles. Le tube peut alors s'ouvrir lorsqu'on le découpe suivant la génératrice.
Le modèle élastique est suffisant pour expliquer l'influence de la dépression sur le profil des contraintes résiduelles. Cependant les propriétés des matériaux que ce modèle peut prendre en compte restent assez éloignées de celui des polyéthylènes pendant le refroidissement.
Le modèle viscoélastique que nous avons développé est original par rapport à la bibliographie dans le sens où la variation du volume spécifique et les propriétés mécanique lors de la transition fluide -- solide sont directement basés sur l'évolution du taux de cristallinité, paramètre du premier ordre sur le comportement physique du matériau.
Le taux de cristallinité peut être obtenu dans le modèle soit par le modèle de cristallisation d'Ozawa soit en reprenant directement les résultats obtenus par DSC. Celui-ci est alors utilisé pour déterminer l'évolution du volume spécifique et permet de tenir de l'importante rétraction du matériau qui se produit lors de la cristallisation. L'influence du retrait du à la cristallisation doit cependant être nuancé car il se produit à des températures pour lesquelles la relaxation des contraintes n'est pas négligeable. Pour des matériaux semi-cristallins tel que les polyéthylènes, il est donc nécessaire d'utiliser un modèle viscoélastique pour pouvoir prendre en compte le retrait lors de la cristallisation.
Afin de pouvoir appliquer les forces d'étirage et de frottement dès le début de la solidification, nous avons montré qu'il était nécessaire de tenir compte des contraintes dans les couches non solidifiées afin de charger progressivement les couches solidifiées. Le comportement viscoélastique des matériaux est pris en compte dans les états fluides et solide par des lois de Maxwell multimode. La répartition des contraintes prédit dans les couches fluides et solides par le modèle viscoélastique permet d'avoir une première information sur l'importance des propriétés mécaniques du matériau à l'état fluide. Les calculs permettent d'expliquer en partie l'orientation mesurée dans les couches extérieures lors de l'étude des polyéthylènes basse densité linéaire.
Le modèle viscoélastique apporte peu de renseignements supplémentaires sur les mécanismes de formation des contraintes résiduelles finales mais il permet de les quantifier en utilisant des caractéristiques matériaux proches de celles des polyéthylènes lors du refroidissement.
Une étude numérique confirme que le procédé de calibrage est relativement sensible à tous les paramètres du procédé et caractéristiques du matériau même si la dépression reste le paramètre de premier ordre.
Finalement, les comparaisons entre les calculs et l'expérience montrent que nous sommes parvenus à borner la réalité en expliquant l'origine des contraintes résiduelles qui se forment lors du calibrage des tubes.
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Amri, Brahim. "Effet d'hystérésis de la dilatation thermique sur les contraintes résiduelles dues au soudage." Mémoire, École de technologie supérieure, 2008. http://espace.etsmtl.ca/146/1/AMRl_Brahim.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente le développement de simulations numériques du soudage bout à bout
par le procédé MAG (Métal Active Gas) de deux plaques planes en acier au carbone AISI
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volume, dû aux changements de phase du matériau, sur les contraintes résiduelles par
l'introduction d'une modification appropriée sur la courbe du coefficient de dilatation
thermique (CDT). Cette modification consiste en l'introduction d'un comportement
d'hystérésis dans la courbe du CDT. L'existence de cette hystérésis est cohérente avec le fait
qu'une hystérésis similaire est observée dans la courbe des déformations thermiques pendant
un cycle de chauffage et de refroidissement d'un matériau présentant des changements de
phase. Un modèle tridimensionnel avec élément coque a été élaboré grâce au programme
d'éléments finis Ansys . L'analyse est de type thermostructural séquentiel. Deux simulations
sont réalisées, avec et sans l'introduction de l'hystérésis sur la courbe du CDT, afin de mettre
en évidence l'influence de cette modification. Il a été constaté que l'effet de cette hystérésis
pourrait réduire la valeur de la contrainte longitudinale résiduelle, dans le cordon de soudure,
bien en dessous de la limite élastique du matériau. De plus, une étude de sensibilité a montré
que certaines valeurs des caractéristiques de cette hystérésis puissent rendre la contrainte
résiduelle longitudinale sur le cordon de soudure en compression comme c'est le cas pour
certains types de matériaux.
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Castrataro, Albert. "Mesure et prédiction des contraintes résiduelles dans une turbine hydraulique de type Francis." Mémoire, École de technologie supérieure, 2006. http://espace.etsmtl.ca/542/1/CASTRATARO_Albert.pdf.
Full textAbstract:
Le soudage en multipasse est une technique d'assemblage fortement répandue dans la fabrication de turbines hydrauliques de type Francis faites d'acier inoxydable CA-6NM. Les fortes températures provoquent des déformations et des contraintes résiduelles qui peuvent avoir de graves conséquences sur la durée de vie des turbines. Ce phénomène est très peu documenté dans la littérature scientifique.
La présente étude tentera de suivre l'évolution et de prédire la distribution de contraintes résiduelles et son intensité maximale au niveau des joints soudés d'une turbine. Les étapes de mise en oeuvre de l'étude sont les suivantes: premièrement des données expérimentales ont été recueillies pour connaître l'intensité de la contrainte résiduelle sur des échantillons d'acier doux et d'acier inoxydable martensitique au niveau d'un joint soudé. Deuxièmement une méthode numérique a été développée, basée sur une formule proposée par la norme ASM pour prédire l'intensité maximale au niveau d'un joint soudé à partir de mesures expérimentales sur un échantillon d'acier doux. Par la suite une relation mathématique et une méthode numérique ont été développés pour prédire la contrainte maximale dans un échantillon d'acier inoxydable martensitique de type 415.
Les résultats expérimentaux sur échantillon d'acier doux ont permis de mesurer une intensité maximale de 220 MPa en tension au centre du cordon de soudure. Alors que l'intensité maximale de l'échantillon d'acier inoxydable martensitique est de 341 MPa en compression dans le joint.
Les méthodes numériques développées dans cette étude ont permis de prédire l'intensité maximale de la contrainte avec une marge d'erreur de l'ordre de 12 et 9% pour les échantillons d'acier doux et d'acier inoxydable martensitique respectivement.
L'approche expérimentale consiste à suivre l'évolution des contraintes pendant un cycle complet de fabrication d'une turbine. Des mesures par jauges de déformations ont été prises entre les différentes phases de fabrication, soient l'usinage, la soudure et le traitement thermique. De plus des mesures en continu ont été enregistrées pour suivre les variations de températures et de contraintes pendant le soudage.
Globalement les mesures prises sur la turbine ont permis d'établir le niveau de contrainte moyen à 155 MPa, mesuré en tension, après usinage des aubes. Les mesures en continu durant le soudage ont donné une variation de 47 MPa en tension. On a constaté que le niveau de contrainte a augmenté proportionnellement avec la température pendant le soudage. Par ailleurs, lors de la soudure, lorsque la température locale de la turbine diminuait, les contraintes ne suivaient pas la même évolution que la température. L'hypothèse de l'effet de bridage a été amenée. Durant le traitement thermique, une relaxation de 169 MPa a pu être mesurée, alors que le niveau de contrainte final se situe entre 33 et 51 MPa, en compression sur l'extrados de l'aube à sa sortie. On remarque que le niveau de contrainte final n'est pas nul. Par contre, les contraintes de compression sont bénéfiques aux endroits sollicités en tension.
Finalement la méthode numérique développée pour les aciers inoxydables martensitiques n'a pu être vérifiée pour faire la prédiction de la contrainte maximale dans un joint soudé d'une turbine faite d'acier. CA-6NM par manque de données expérimentales.
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Plamondon, Dominic. "Mesure des contraintes résiduelles à l'interface implant-ciment des prothèses de hanche cimentées." Mémoire, École de technologie supérieure, 2005. http://espace.etsmtl.ca/363/1/PLAMONDON_Dominic.pdf.
Full textAbstract:
Le ciment osseux utilisé lors des arthroplasties totales de hanche cimentées durci suite à une réaction de polymérisation impliquant un dégagement de chaleur et entraînant des variations de volume qui résultent en la formation de contraintes résiduelles dans le ciment. Ces contraintes jouent un rôle dans la qualité de la fixation de l'implant et sont peu documentées dans la littérature. Dans ce travail de recherche, une tige fémorale idéalisée équipée d'une cellule de force et d'un thermocouple a été développée afin de quantifier expérimentalement les forces radiales en compression générées par le ciment osseux pendant et après la polymérisation. Cette tige est insérée dans un os idéalisé rempli de ciment osseux. Les résultats obtenus démontrent que les contraintes résiduelles en compression sont relativement faibles avec une valeur maximale mesurée de 0,42 MPa. De plus, il a été observé que les contraintes résiduelles sont influencées par les conditions initiales du système.
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Morin, Olivier. "Calcul des contraintes résiduelles dues au soudage par la méthode des éléments finis." Mémoire, École de technologie supérieure, 2006. http://espace.etsmtl.ca/500/1/MORIN_Olivier.pdf.
Full textAbstract:
La présente étude a pour but de développer un outil informatique permettant de prédire le niveau de contrainte généré par le procédé de soudage «gaz metal arc-welding» (GMAW). La méthode des éléments finis a été choisie, et a été utilisée à l'aide du logiciel commercial Ansys®. La méthode du double ellipsoïde a été sélectionnée afin de simuler la source de chaleur, en utilisant un maillage composé d'éléments briques à huit noeuds dont la taille varie entre les différentes sections de la pièce. Des analyses de la convergence de la taille du maillage et des incréments de temps ont permis de déterminer les paramètres optimaux pour réaliser la simulation.
La première analyse présentée est celle du dépôt d'un cordon de soudure sur le dessus d'une plaque en acier au carbone simplement supportée. Une première simulation a été réalisée en modélisant seulement la plaque, sans le cordon de soudure. Cette analyse, une fois tous les paramètres de la simulation ajustés, a permis de valider la précision du modèle thermique en obtenant un écart moyen des températures maximales atteintes par les thermocouples de 6,3% par rapport à l'expérimentation. La comparaison des profils des contraintes résiduelles a également permis de constater la concordance entre la simulation et l'expérimentation. Une seconde simulation a été réalisée en ajoutant cette fois la modélisation du cordon de soudure, à l'aide de la méthode «birth and death». L'ajout du cordon de soudure a causé des problèmes au niveau de la taille du modèle à simuler: le nombre d'éléments a dû être diminué afin d'être en mesure de réaliser la simulation à l'intérieur d'un délai raisonnable. Encore une fois, les résultats numériques ont été similaires aux résultats expérimentaux.
La deuxième analyse consistait en la soudure de deux plaques avec préparation en «V» par deux passes de soudure. Tout comme l'analyse précédente, les résultats des températures sont très près de l'expérimentation, avec un écart maximal de 5%. Les profils de contrainte obtenus par la simulation sont similaires à l'expérimentation, mais les valeurs numériques divergent légèrement. Les conditions frontières appliquées semblent être la cause de cette divergence.
La réalisation de ces deux analyses a permis de constater que la simulation du modèle structural est très longue en raison des nombreuses non-linéarités du problème et de l'incrément de temps très court nécessaire à la précision des résultats. Il est donc conseillé de développer un modèle utilisant la méthode du remaillage, dont la particularité est d'avoir un maillage raffiné uniquement dans la région entourant la source de chaleur. C'est donc un maillage dynamique, dont la disposition varie en fonction du déplacement de la source de chaleur.
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Lu, Jian. "Mesure de la distribution des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémentale." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPD045.
Full textAbstract:
Jusqu’à ces dernières années, la méthode du trou ne pouvait être utilisée que dans le cas où les contraintes résiduelles sont homogènes dans l’épaisseur du matériau. Des développements récents ont montré que les déformations mesurées à la surface pendant un perçage incrémental pouvait être liées à la distribution des contraintes résiduelles. Un logiciel utilisant la méthode des éléments finis a été mis au point pour calculer les coefficients de calibration de la méthode du trou. Il permet de modéliser les matériaux isotropes et les matériaux multicouches. Un autre problème de la méthode est le choix de méthodes de perçage. Deux systèmes ont été étudiés : un système ultra-rapide à air-turbine et un système sur fraiseuse conventionnelle. La sensibilité de la méthode a été évoquée. La nouvelle méthode du trou incrémentale a été appliquée sur les pièces grenaillées, trempés, soudées, cémentées, rectifiées. Les résultats obtenus par la méthode du trou ont été comparés avec ceux de la méthode de diffraction par rayon X et la méthode de la flèche avec succès.
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Durand, Nicolas. "Contraintes résiduelles et microstructure dans des films minces de tungstène : évolution sous irradiation." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2336.
Full textAbstract:
Nous presentons une etude des contraintes residuelles dans des films minces de 100 nm de tungstene pulverise. Quatre depots realises dans les memes conditions operatoires, ne different que tres legerement par leur microstructure. Ils sont caracterises par des contraintes compression de grande amplitude (-4. 5 gpa), une microstructure nanocristalline et une structure intra-granulaire tres eloignee du tungstene massif. Deux depots assistes a l'ar 120 kev pendant le depot possedent des contraintes plus faibles (-1. 7 gpa) et une microstructure plus proche de celle du massif. Aucune influence de la nature du substrat sur la microstructure et sur les contraintes intrinseques des films n'a ete observee. L'irradiation ionique des films a mis en evidence une relaxation rapide et totale des contraintes correlee a une forte decroissance du parametre cristallin libre des contraintes et des microdeformations. Dans le meme temps, une croissance des grains a ete observee. L'influence de la masse et de l'energie des ions d'irradiation est relativement faible: plus la masse de l'ion est elevee, et plus son energie est grande, plus la relaxation (et l'ensemble des evolutions) est de grande amplitude
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Asserin, Olivier. "Analyse des contraintes résiduelles dans un acier martensitique F82H soudé par faisceau d'électrons." Reims, 2000. http://www.theses.fr/2000REIMS034.
Full textAbstract:
L'acier spécial martensitique à forte teneur en Cr (8%), F82H, est un des matériaux pressentis pour être utilisés dans la première paroi d'un réacteur à fusion thermonucléaire contrôlée, où il sera soudé par faisceau d'électrons. L'objectifs de ce travail est, d'une part d 'étudier la répartition des contraintes résiduelles et l'évolution de la microstructure dans cet acier pour différentes conditions de soudages, d'autre part, de réaliser une simulation numérique de la forme du cordon de soudure ainsi que des contraintes résiduelles engendrées par le soudage. Les phénomènes élémentaires intervenant dans le soudage par faisceau d'électrons sont décris. Une synthèse des méthodes de détermination des contraintes résiduelles par diffraction et des techniques d'analyse des profils de diffraction (microcontraintes) est présentée. Une large part est aussi consacrée à la mise en œuvre expérimentale des mesures par diffraction auxquelles nous apporterons quelques développements dans la suite de ce travail. Une étude micro structurale complète avant et après le soudage est réalisé. La simulation des profils de diffraction permets de relier l'évolution du d ̥entre la zone fondue et le métal de base à un appauvrissement de la martensite en carbone et en chrome dans le métal de base qui contient de nombreux précipités.
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Bonaventure, Alix. "Evaluation expérimentale et numérique des contraintes résiduelles dans des structures soudées en multipasse." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0011.
Full textAbstract:
Le soudage à l’arc multipasse est une technique d’assemblage des structures épaisses. Dans le cas particulier des liaisons bimétalliques, différents matériaux sont utilisés pour réaliser ces assemblages. La multiplicité et la difficulté des opérations de soudage couplées à l’aspect multi-matériaux compliquent fortement l’analyse des contraintes résiduelles générées lors du soudage. Or il est important de les estimer car elles peuvent nuire à l'intégrité mécanique des joints. Dans ce contexte, ce travail de thèse porte sur l’évaluation expérimentale et numérique des contraintes résiduelles de soudage dans une liaison hétérogène soudée à l’arc en multipasse. Des mesures de contraintes résiduelles sont réalisées à l’aide de deux méthodes complémentaires : le trou incrémental couplé à l’interférométrie de Speckle et la diffraction des neutrons. Le logiciel par éléments finis Sysweld® permet quant à lui de simuler les effets thermo-métallo-mécaniques du soudage. Afin de traiter de manière progressive les difficultés de caractérisations expérimentales et de mise en place de la simulation numérique, une première étude est menée sur deux maquettes planes élémentaires. L’analyse se poursuit sur un joint bimétallique tubulaire (16MND5/Inconel 82/316L) représentatif de configurations du circuit primaire des Réacteurs à Eau Pressurisée. La confrontation des résultats expérimentaux et numériques pour les maquettes planes et tubulaire permet d’évaluer la pertinence des calculs menés pour la prédiction de l’état métallurgique et mécanique de la structureArc multipass welding is the assembly process of thick components. For dissimilar joints, different materials (filler and base metals) are used for the assembly. The residual stresses induced by welding are difficult to evaluate because of the multiplicity and difficulty of welding process combined with multi-material aspects. However it is important to estimate them because they may be the cause of damage and then affect the mechanical joint integrity. In this context, welding residual stresses have been evaluated by experimental and numerical methods in a multipass arc welded dissimilar joint. Two complementary methods are used: Electronic Speckle Pattern Interferometry hole drilling and neutron diffraction. The thermometallurgical and mechanical effects of welding process are next simulated by a finite element analysis with software Sysweld®. In order to study the difficulties of experimental characterizations and the simulation setting up, two simplified mock-ups have been considered in a first step. Then the analysis have been extended on a bimetallic tubular joint (16MND5/Inconel 82/316L), which is representative of configurations in primary coolant circuit of pressurized water nuclear reactors. The comparison of experimental and numerical results for the plane and tubular mock-ups allows the characterization of the thermalmetallurgical-mechanical calculations relevancy
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Parant, Olivier. "Etude expérimentale et calcul des contraintes résiduelles dans des tubes extrudés en polyéthylène." Paris, ENMP, 2002. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00443735.
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Duquennoy, Marc. "Analyse ultrasonore des contraintes résiduelles dans les alliages d'aluminium par ondes de Rayleigh." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/a6bea93f-dcf7-4b3a-9275-e1aaeb5e6a12.
Full textAbstract:
La caractérisation de l'état de contrainte, au sein des matériaux, est importante dans le domaine de la construction, car la tenue mécanique des pièces est intimement liée a la répartition des contraintes dans celles-ci. Nous présentons une étude concernant l'évaluation non destructive des profils de contraintes résiduelles dans l'épaisseur de tôles épaisses en alliage d'aluminium, dont la texture présente une taille de grains assez importante (de l'ordre de 150 m). L’originalité de notre travail consiste en la détermination par méthode ultrasonore de ces profils, en faisant propager des ondes de Rayleigh sur les tranches des tôles. De cette façon, la détermination des contraintes repose sur la mesure de l'évolution relative de la vitesse en fonction de la position dans l'épaisseur des tôles. Nous avons étudié théoriquement et expérimentalement, la propagation des ondes ultrasonores de volume et de Rayleigh dans un milieu contraint, ce qui nous a permis d'établir la dépendance des vitesses de propagation des ondes vis-à-vis des contraintes. Nous avons mis en place deux dispositifs de mesure de la vitesse. Le premier, utilisant deux capteurs piézo-électriques, a permis de réaliser une détection acoustique. Le deuxième, basé sur l'interaction acousto-optique, utilise deux faisceaux lumineux issus d'une même source laser pour réaliser une détection optique. Nous présentons les profils de variations relatives de la vitesse relevés à partir des deux méthodes précédentes et les profils de contraintes correspondants. Les résultats obtenus au moyen de la méthode ultrasonore ont été comparés a d'autres profils établis par méthode destructive. Cette comparaison montre que ces deux techniques conduisent à des évolutions de contraintes similaires et met clairement en évidence la bonne adaptation de la méthode ultrasonore au problème pose.
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Hadad, Mousab. "Évaluation de l’adhérence et des contraintes résiduelles de revêtements obtenus par projection thermique." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10115/document.
Full textAbstract:
Pour les revêtements obtenus par projection thermique, c'est-à-dire entrant dans la catégorie des revêtements épais, l’adhérence sur le support et les contraintes résiduelles sont les paramètres principaux déterminant leur performance en service. Bien que de nombreuses méthodes aient été essayées pour évaluer l'adhérence, il n'existe pas de test satisfaisant toutes les exigences tant techniques que théoriques nécessaires pour représenter valablement l’adhérence d’un revêtement. L’idée essentielle est de comparer plusieurs méthodes d’essais capables d’aboutir à une ténacité d’interface ou une énergie de fissuration interfaciale représentatives de l’adhérence de revêtements préparés dans des conditions d’élaboration les plus variées possibles. En dehors de l’essai normalisé EN582, l’indentation interfaciale, l’essai de cisaillement et l’indentation Rockwell-C associée à une modélisation par éléments finis ont été utilisés. Les contraintes résiduelles ont été estimées par l’essai de courbure, le perçage incrémental et par une méthode indirecte à partir des résultats de l’indentation interfaciale. Pour les revêtements métalliques, on observe une corrélation quasi-linéaire entre les ténacités d’interface obtenues par indentation interfaciale et par cisaillement. Ce résultat, très nouveau, est très important, car le fait que les deux essais donnent des résultats parfaitement cohérents et fiables, montre leur pertinence pour évaluer l'adhérence. Enfin, le traitement de recuit, en permettant l’établissement d’un nouvel état de contraintes à l’intérieur du revêtement et du substrat, a permis de quantifier l’influence des contraintes résiduelles sur l’adhérenceFor thermal sprayed coatings that are characterized by thick coatings, the adhesion to the substrate and residual stresses are the main parameters determining their performance in service. Although many methods have been tried to assess adhesion, there is no test, nowadays, that satisfies all requirements, both technical and theoretical, necessary to properly represent the adhesion of a coating on its substrate. The essential idea here is to compare several test methods capable of delivering an interface toughness or interfacial fracture energy representative of the adhesion of coatings. Various conditions of spraying as well as different materials and substrates were used. Apart from the EN582 standard test, indentation interfacial, in-plane shear and C-Rockwell indentation associated with a finite element modeling were used. The residual stresses were estimated using the curvature bending, the incremental hole drilling and the indirect method based on the results of the interfacial indentation. We show that the methods of interfacial indentation and in-plane tensile tests provide the best prospects in terms of consistency and reliability of the physical quantities obtained. For example, for metallic coatings, a quasi-linear correlation was found between the results of the interface indentation and the in-plane tensile tests. This result is very important since both tests provide fully consistent and reliable results, thus demonstrating their relevance to assess adhesion. Finally, the annealing process, allowing the establishment of a new state of residual stress within the coating and substrate, was used to analyze the influence of residual stresses on adhesion
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Aubry, Agnès. "Mesure, par diffraction des rayons X, des contraintes résiduelles dans les couches d'oxyde : application au système Ni/NiO." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI193.
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Mathieu, Norman. "Modélisation numérique du procédé de planage des bandes minces." Thesis, Metz, 2011. http://www.theses.fr/2011METZ026S/document.
Full textAbstract:
Le planage est un procédé de mise en forme utilisé dans l’industrie de l’aluminium dans le but de corriger les défauts de planéité et de réduire les contraintes résiduelles dans les bandes minces par des flexions sous traction. Après avoir étudié les possibilités pour modéliser analytiquement le passage d’une tôle dans une planeuse multi-rouleaux et établi les limites de cette approche, on propose dans ce travail de thèse un modèle éléments finis en trois dimensions pour simuler le fonctionnement d’une planeuse sous traction pure. Les distributions de déformations plastiques et de contraintes résiduelles, dans la largeur et dans l’épaisseur, sont calculées. Des défauts initiaux de planéité sont introduits dans la bande en entrée de la machine et on vérifie que ceux-ci sont bien corrigés à la sortie.Ensuite, pour limiter la taille du modèle et diminuer le temps nécessaire à la simulation, une seconde approche avec un chaînage de configurations élémentaires et un transfert de données est comparée au modèle complet d’étireuse. Une application de ce modèle alternatif est effectuée en étudiant l’influence du profil des rouleaux. Enfin, la déformée de la bande, après retour élastique et flambement éventuel, est préditeLeveling is a forming process used in the aluminum industry in order to correct flatness defects and minimize residual stresses in thin metallic strips thanks to bending under tension. After testing an analytical model of multiroll leveling and raising the limits of this approach, this thesis manuscript introduces a three-dimensionnal Finite Element model to simulate the sheet conveying in an industrial configuration of stretcher. It can compute plastic strains and residual stresses through width and thickness. Initial flatness defetcs are taken into account in the entering strip and we verify how they are corrected at the exit. Then, to reduce model size and computation time, a second approach with two elementary configurations coupling and data transfer is compared to whole model of stretcher. This alternative model is applied to study the profiled rolls effect. Finally, it predicts the deformed strip after springback and potential buckling phenomena
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Mesnier, Nicolas. "Biomécanique de la croissance de la plaque d'athérosclérose : contribution à l'étude des contraintes résiduelles." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00619289.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour ambition d'apporter des éléments de compréhension du rôle des contraintes résiduelles au sein des plaques d'athérosclérose. Il s'inscrit dans un programme de recherche qui vise à développer de nouveaux outils favorisant l'aide au diagnostic de patients atteints de cette maladie cardiovasculaire. Suivant les évolutions majeures de ces dernières années, la première partie de ce travail présente une vision contemporaine de la maladie d'athérosclérose et des nombreux enjeux de modélisation mécanique auxquels la compréhension de la maladie et son diagnostic font appel. Nous faisons émerger un manque certain quant au rôle des contraintes résiduelles dans cette maladie. Les contraintes résiduelles sont un marqueur naturel du développement des tissus. La deuxième partie de ce travail aborde leur quantification expérimentale au sein des artères saines et pathologiques de souris. De façon intéressante nous montrons leur importance et la nécessité de les prendre en compte pour avoir une image raisonnable de l'état de contraintes des artères en conditions physiologiques. Ces résultats originaux n'ont toutefois pas permis d'établir de corrélation avec l'intensité du processus inflammatoire au sein des plaques. Enfin, la dernière partie de ce travail aborde la modélisation du développement des contraintes résiduelles. Un effort de description de la structure géométrique des corps avec des contraintes résiduelles a été fait afin de faire émerger de nouveaux outils de modélisation de leur développement. Une première application d'un modèle de croissance intrinsèque est présentée et illustrée. Cette approche semble prometteuse et apporte déjà quelques éléments de compréhension du développement des contraintes résiduelles. Toutefois, les travaux effectués ne constituent qu'une étape préliminaire et n'ont pas encore été exploités pleinement. Par contre ces travaux ouvrent assurément de nouvelles perspectives de recherche.
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Wen, Zhongmeng. "Contribution à l'étude des contraintes résiduelles sur le comportement mécanique des composites stratifiés ±θ." Thesis, Troyes, 2015. http://www.theses.fr/2015TROY0019/document.
Full textAbstract:
Cette thèse comprend deux parties : Détermination des contraintes résiduelles dans les composites stratifiés ±θ induites par le cycle thermique de fabrication et Etude de leurs influences sur le com-portement mécanique de ces stratifiés. Limitée par la théorie actuelle, la détermination expérimentale des contraintes résiduelles dans les stratifiés ±θ a été très difficile. Dans notre étude, la méthode du trou incrémental a été employée afin de relaxer les contraintes résiduelles et les déformations provoquées ont été mesurées par les jauges de déformation. Une nouvelle approche proposée dans cette thèse permet d’associer les déformations autour du trou et les contraintes résiduelles au sein du stratifié ±θ. Les coefficients de calibration ont été déterminés par la simulation numérique. Grâce à l’approche développée, nous avons constaté une relation linéaire entre les contraintes résiduelles et l’angle θ du stratifié [02/θ2]s. En adaptant un modèle thermoélastique du matériau, les résultats expérimentaux ont pu être modélisés numériquement. Ensuite, nous avons étudié l’influence de l’épaisseur du stratifié, du cycle de cuisson et du vieillissement hydrothermique sur la distribution des contraintes résiduelles. A l’aide de la technique d’émission acoustique, les influences des contraintes résiduelles sur l’endommagement et le comportement mécanique des stratifiés ont été étudiées grâce aux essais de traction. Enfin, l’importance des contraintes résiduelles sur la rupture transversale du stratifié a été mise en évidence en comparant avec les résultats théoriquesThis thesis work consists of two main parts: Deter-mination of residual stresses in composites laminates ±θ, introduced by the thermal cycle during the manufacturing process of laminates and Study of their influences on the mechanical behavior of these laminates. Limited by the current theory, the exper-imental determination of residual stresses in the laminates ±θ was very difficult. In this work, the incremental hole drilling method was performed for the residual stresses relaxation and then the gener-ated strains around the hole were measured with strain gages. The new approach proposed in this thesis allows associating the strains around the hole and the residual stresses in the laminates ±θ. The calibration coefficients were determined by the numerical simulation. With this approach, we found a linear relationship between the residual stresses and the fiber orientation angle θ for the composite laminates [02/θ2]s. By adapting a thermoelastic ma-terial model, the results obtained by our new ap-proach were modelized by the numerical study. Then we studied the influence of laminate thickness, curing cycle and hydrothermal ageing on the distri-bution of residual stresses. With the help of acoustic emission technique, the influences of the residual stresses on the damage and the mechanical behavior of composite laminates were studied through tensile tests. Finally, the importance of the residual stresses on the transverse failure of composite laminates was demonstrated comparing with the theoretical results