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Kaminski, Myriam (2007) Modélisation de l'endommagement en fatigue des superalliages monocristallins pour aubes de turbines en zone de concentration de contrainte. Doctorat Sciences et génie des matériaux, Centre des Matériaux P.M. Fourt, ENSMP p.254.
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Résumé
Les aubes de turbine Haute Pression des moteurs d'avion, constituées du superalliage monocristallin AM1, sont refroidies par un circuit complexe de microcanalisations. Ce réseau de perforations est situe en bord d'attaque et près du bord de fuite. Il peut constituer des sites privilégies d'endommagement et d'amorçage de fissures, qu'il est indispensable de prendre en compte dans le dimensionnement en fatigue des aubes de turbines. Ce travail a consisté, dans un premier temps, a realiser une étude expérimentale sur des eprouvettes perforees de trous de differents diamètres. Elle a permis de mettre en évidence qualitativement et quantitativement l'effet du gradient de contrainte sur l'amorçage de fissure (critère de longueur de fissure de 300 m). Cependant, la contrainte locale maximale (ou la déformation maximale) ne peut suffire dans un critere de rupture, car elle surestime le risque de rupture, ne prenant pas en compte les effets d'échelle ou de geometrie. Une méthode de moyenne volumique a alors été proposee pour prendre en compte le gradient de contrainte dans le calcul de durée de vie et a ainsi permis d'améliorer les prévisions de duree de vie. Parallelement, un modele d'endommagement de fatigue anisotrope, qui couple plasticité et endommagement, en s'attachant tout particulièrement à d'écrire la phase de micro-amorcage, a été developpe. L'identification et la validation du modele ont
été realisees a partir d'une base de donnees experimentales conséquente sur l'AM1 et sur les essais sur éprouvettes perforées realises au cours de ce travail. Enfin, afin de prendre en compte les effets de gradient dans les zones à forte concentration de contrainte, la méthode de moyenne volumique a été appliquée avec ce modele et a fourni des résultats encourageants.
| Type d'EPrint: | Thèse (Doctorat) |
|---|---|
| Directeur de Mémoire: | Rémy, Luc |
| Date: | 23 Novembre 2007 |
| Jury de Mémoire: | Desmorat, R. et Charkaluk, E. et Rémy, L. et Prioul, C. et Kanoute, P. et Chaboche, J.l et Compte, F. et Chereau, P. |
| Ecole Doctorale: | ED 432 ECOLE DOCTORALE SCIENCES DES METIERS DE L'INGENIEUR |
| Discipline: | Sciences et génie des matériaux |
| Fonds: | ENSMP |
| Institution: | ENSMP |
| Laboratoire: | Centre des Matériaux P.M. Fourt |
| Sujets: | 4. Science des matériaux, mécanique, génie mécanique |
| Mots-clés libres: | Gradient de contrainte, Endommagement anisotrope, Superalliage monocristallin, Solidification dirigée, Fatigue of materials |
| Code ID: | 3597 |
| Déposé par : | Odile ADAM |
| Déposé le : | 07 Avril 2008 |
Table des Matières
I. Introduction
2. Etude bibliographique
3. Effet du gradient de contrainte en présence d'une perforation
4. Prise en compte des zones de concentrations de contrainte
5. Modèle incrémental d'endommagement de fatigue pour le monocristal
6. Identification du modèle
7. Exploitation et validation du modèle
8. Conclusion générale
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