Caractérisation et modélisation de l’endommagement par microfissuration des composites stratifiés

http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001658/01/goidescu.pdf

Les performances des matériaux composites présentent de nombreux intérêts pour la  conception des structures mécaniques. On peut citer notamment un rapport résistance/ poids élevé, l’absence de corrosion, l’amortissement des vibrations ou encore la résistance au chocs. L’utilisation de ces matériaux, dont les atouts sont particulièrement intéressants dans des secteurs industriels de pointe tels que l’aéronautique, se heurtent encore toutefois à certains freins liés à des mécanismes d’endommagement et de rupture relativement complexes. Ces aspects amènent en eet à l’introduction de coecients de sécurité sévères et par conséquent à des coûts plus élevés que les matériaux classiques (métalliques notamment). En vue d’une meilleure optimisation des structures mécaniques en matériaux composites, il convient donc de maîtriser ces processus d’endommagement et de prévoir par des modèles constitutifs adaptés les conséquences de ceux-ci.

Dans ce travail de thèse, on s’intéresse tout particulièrement aux pièces structurales minces réalisées en composites stratifiés monolithiques. Ces matériaux résultent de la mise en place de couches successives de plis composites à base d’une matrice et de fibres longues. Typiquement, le recours à ce type de conception se fait dans le domaine de l’aéronautique pour des éléments de fuselage des aérostructures. Notre étude concerne la dégradation de ces matériaux induite par la création et le développement de surfaces de décohésion internes, soit l’endommagement par microssuration. Pour ces matériaux anisotropes dans leur état sain, le caractère orienté des défauts considérés adjoint une anisotropie supplémentaire. D’autre part, les microssures ont la particularité de pouvoir s’ouvrir et se fermer suivant la sollicitation et d’agir diéremment suivant cet état. Cette interaction entre les anisotropies initiale et induite associée aux eets unilatéraux sont autant de dicultés complexes pour la compréhension et la modélisation du comportement mécanique de ces matériaux.

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À propos de la durée de vie des roulements – Cetim

À propos de la durée de vie des roulements – Cetim.

Dans les roulements actuels, les dégradations qui mènent à la défaillance des roulements ne s’amorcent plus en sous-couche, mais en surface. Le lubrifiant joue donc un rôle plus important encore qu’auparavant dans la durée de vie des roulements.

Cette action vise à déterminer les paramètres prépondérants dans le rôle du lubrifiant, en vue d’une modélisation ultérieure.

Les essais de fatigue de contact ont montré que le mécanisme dominant dans ce type de sollicitation est l’interaction physico-chimique qui se produit entre les surfaces et les additifs présents dans le lubrifiant. À partir d’une température donnée, certains composants des additifs réagissent avec le fer pour former une couche protectrice sur les surfaces de contact.

Ces couches réduisent fortement les coefficients de frottement et les surfaces se trouvent séparées. Il devient alors difficile de distinguer l’effet de paramètres tels que la rugosité des surfaces ou le taux de glissement.

Influence du grenaillage de précontrainte sur la tenue à la pression

Phénomène très courant en mécanique, notamment dans les engrenages, la fatigue de contact a comme mode de défaillance classique le pitting, c’est-à-dire la formation de petits trous en surface dus aux résidus métalliques d’usure, aux interactions entre indentations, aspérités, etc. Le pitting est la source de l’initiation de microfissures qui se propagent et conduisent à l’écaillage de la surface de la pièce.

Ce rapport, issu d’une recherche bibliographique, passe d’abord en revue les principaux facteurs influençant ce mode de défaillance (contraintes résiduelles, état de surface, lubrification, dureté?), puis décrit les effets du grenaillage classique ainsi que des traitements pré- et post-grenaillage sur la tenue à la fatigue de contact. Il apparaît que le grenaillage améliore la résistance à la fatigue de contact, mais cet effet bénéfique est largement contrebalancé par la rugosité induite, facteur important d’initiation des fissures.

Le grenaillage ne sera véritablement efficace que s’il est suivi d’un traitement de polissage (par tonnelage voire par le procédé CASE) qui, en réduisant la rugosité de la pièce, contribuera à améliorer grandement sa durée de vie.

Lire l’article : Influence du grenaillage de précontrainte sur la tenue à la pression.

Fissuration sous contraintes des laitons de robinetterie gaz. Essais préliminaires et mise au point du plan d’expérience – Cetim

Fissuration sous contraintes des laitons de robinetterie gaz. Essais préliminaires et mise au point du plan d’expérience – Cetim.

Le laiton utilisé dans la fabrication des composants de robinetterie peut, sous certaines conditions, être affecté par une fissuration traversante, due à un phénomène de corrosion sous contraintes. Jusqu’à récemment, la résistance de ces composants à la corrosion sous contrainte était évaluée au moyen de l’essai normalisé ISO 6957. Cette procédure d’essai présentait deux inconvénients majeurs : une mise en ?uvre délicate et peu propice à être utilisée sur le lieu de fabrication, et un manque de fiabilité (certaines pièces sensibles n’étant pas détectées par le test).

Afin de mieux répondre aux besoins des industriels, Gaz De France a publié en 2004, une nouvelle procédure de test (NF 078, SROB100-NF) plus simple et de mise en ?uvre possible sur le site de fabrication.

Les industriels de la profession rencontrent des problèmes de reproductibilité et de représentativité par rapport aux installations réelles et ont donc demandé au Cetim de déterminer les limites du test « NF 078, SROB100-NF ».

Le Cetim a mis au point une cellule d’essai permettant de reproduire les conditions de la procédure du test sur des éprouvettes en laiton : atmosphère ammoniaquée, température contrôlée, application de niveaux de contrainte précis. Une première campagne d’essai a permis de mesurer la dispersion des résultats et la discrimination de la réponse par rapport au niveau de contrainte appliquée.

Structure en bandes dans les aciers – influence sur la soudabilité constructive

Lors des études sur la tenue à la fatigue de pièces soudées en angle, il arrive qu’un mode de ruine un peu particulier avec un faciès de type arrachement lamellaire (aspect en bois pourri) soit observé.

Un examen sur coupe révèle alors une structure en bandes sans éléments susceptibles d’alerter le soudeur sur un quelconque risque.

D’où proviennent ces structures, comment s’en prémunir ?

C’est le sujet de cette synthèse réalisée au Cetim.

*Pour en savoir plus : Structure en bandes dans les aciers – influence sur la soudabilité constructive – Cetim.

Rupture de chemins de roulement de multiplicateurs d’éoliennes

Retour d’expérience sur l’avarie des multiplicateurs d’éoliennes GE.

GE restitue un retour d’expérience basée sur l’analyse vibratoire pour détecter précocement les avaries liées à la rupture de chemin de roulements.

pour en savoir plus : www.ge-mcs.com/download/case-studies/bently-nevada/Hatch-Cracked-Race-Detection.pdf.

Maintenance et fabrication des rails et du matériel roulant

 

 

Cette note de veille fait le point sur les travaux concernant l’inspection, la maintenance et les moyens d’améliorer la résistance à l’usure des rails et des roues présentés à la conférence mondiale sur la recherche ferroviaire 2011 (WCRR 2011). Cette conférence a eu lieu du 23 au 25 mai 2011 à Lille. Environ 800 personnes ont assisté à cette conférence structurée selon huit thèmes : un train de plus en plus efficace énergétiquement, un train respectueux de l’environnement, augmenter les capacités et les services de fret, un monde de service pour les passagers, rapprocher les territoires à plus grande vitesse, encore plus de trains encore plus à l’heure, un train encore plus concurrentiel et efficace en termes de coût, un train encore plus sûr. Ces huit thèmes (hors sessions plénières) ont fait l’objet d’environ 220 présentations et 90 posters.

Pour en savoir plus : WCRR 2011 – Maintenance et fabrication des rails et du matériel roulant – Cetim.

Le blog de l’European Structural Integrity Society

 

 

Il s’agit du blog de l’ESIS (European Structural Integrity Society). La mission de iMechanica est :

  1. d’utiliser l’Internet pour améliorer la communication entre les mécaniciens
  2. d’ouvrir une voie pour faire évoluer en ligne toutes les connaissances des mécaniciens

iMechanica est hébergé sur un serveur à la Harvard School of Engineering et sciences appliquées . Il est administré par des bénévoles, mécaniciens, tout comme vous . iMechanica est libre: les écrivains sont libres de poste, et les lecteurs sont libres de lire.

Pour en savoir plus : http://imechanica.org/node/74

ESIS- EUROPEAN STRUCTURAL INTEGRETY SOCIETY

ESIS's picture

http://www.esisweb.org/

Declamation of aims and activities


The aim of ESIS is to continuously develop a knowledge base relating to all aspects of Structural Integrity with the objective of improving the safety and performance of engineering structures, components, systems and their associated materials.

Specifically:

  1. To foster research and collaboration regarding the prevention of failure, by fracture or other physical phenomena, of engineering structures, components, systems and materials.
  2. To encourage interdisciplinary research into the physical behaviour of engineering structures, components, systems and their associated materials.
  3. To develop and assess new testing methods, numerical methods, and engineering estimation methods for structural integrity assessments.
  4. To improve engineering designs.
  5. To improve manufacturing, inspection and maintenance procedures.
  6. To disseminate knowledge, by means of scientific publications, technical conferences, seminars, workshops, procedure documents, and to refer new knowledge and developments to national and international code making bodies, including CEN and ISO, where relevant.
  7. To educate young engineers and scientists in structural integrity matters.

Fracture Blog


Promoting and intensifying this aim is what we want to achieve through a new blog that ESIS will manage on Imechanica:

http://www.imechanica.org/blog/23810

for discussing some of the papers which appear in Engineering Fracture Mechanics. Its editors, Profs. Karl-Heinz Schwalbe and Tony Ingraffea,fully support this initiative.

Une revue en anglais consacrée à l’analyse de défaillances

Engineering Failure Analysis

Published in Affiliation with the European Structural Integrity Society

Engineering Failure Analysis publishes original, high quality research papers, communications, and occasional review articles describing the analysis of engineering failures and related studies.
Papers…

LienEngineering Failure Analysis – Elsevier.