Le ruban de silicium E.P.R.: élaboration et mise au point d'un dispositif d'analyse des contraintes résiduelles (original) (raw)
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Développement d'un dispositif de mise en contraintes résiduelles par impulsion électromagnétique
2018
RESUME-Les procédés de mise en compression de surface sont utilisés dans l'industrie pour améliorer les performances des parties les plus sollicitées de pièces mécaniques. Les procédés actuels, comme le grenaillage et le galetage, sont limités à des profondeurs de traitement assez faibles de l'ordre du millimètre. Une nouvelle technique basée sur les impulsions électromagnétiques est à l'étude. D'après les études théoriques menées jusqu'à présent sur ce procédé, il est possible d'atteindre des profondeurs d'une dizaine de millimètres. Pour valider ces hypothèses, un prototype basé sur un générateur d'impulsions de courant, a été dimensionné et est en cours de développement. Des tests préliminaires ont été réalisés avec le dispositif seul ainsi qu'avec des éprouvettes de différents matériaux. Mots-clés-Procédé électromagnétique ; contraintes résiduelles ; générateur d'impulsions électromagnétiques ; générateur d'impulsions de courant.
Une nouvelle technique de détermination locale de contraintes et de textures cristallographiques est maintenant disponible sur la ligne CRG IF-BM32 de l'ESRF. Elle est fondée sur la micro-diffraction en faisceau blanc et monochromatique, et permet de cartographier dans les matériaux, les orientations cristallines et le tenseur des contraintes avec une résolution spatiale inférieure au micron. Les premiers tests ont permis de focaliser le faisceau à une taille de 0,5 x 0,5 µm². Des premières mesures ont été réalisées en 2006 sur une ligne d'interconnexion pour circuits intégrés en cuivre de largeur 1 µm. La ligne a été cartographiée sur une longueur de 60 µm avec un pas de 2 µm. Les résultats obtenus, comparés à des macro mesures, ont permis de qualifier à la fois l'équipement et le logiciel de dépouillement des micro diagrammes de Laue.
Matériaux & Techniques, 2004
Cet article apporte une contribution à la prévision des contraintes résiduelles d'origine plastique dans les matériaux biphasés. Les performances de modèles simplifiés sont évaluées par une confrontation avec des mesures réalisées sur des aciers perlitiques prédéformés. Deux manières de piloter les modèles sont envisagées : la méthode prédictive classique et une approche inverse. Devant le constat de la trop grande raideur des modèles, une approche semi-empirique, basée sur le modèle de Dvorak et Benveniste, est proposée. Cette méthode franchit les verrous des formalismes classiques en parvenant à reproduire pour un seul jeu de paramètres d'écrouissage, les courbes de contraintes résiduelles de chacune des phases ainsi que celle correspondant au chargement imposé au polycristal biphasé.
Analyse par la méthode des éléments finis des contraintes résiduelles dans les matériaux composites
2015
In this work, a numerical model was developed to study the effects of thermal, mechanical load as well as the combined effect in Al2O3 fiber–reinforced ceramic–matrix Pyrex. The finite element technique was used to analyze the level and distribution of the residual stresses and calculate the stress intensity factors for crack growth in ceramic matrix composites at the interface matrix/fiber. Influences of the applied load on the stress intensity factors for crack in matrix have been investigated. The behaviour of inclined cracks has been also analyzed. The effects of the applied load and the existence of defects (pore and micro-crack) near the interface fiber/matrix on the crack growth were identified.
Prédiction des contraintes résiduelles d'usinage
Les contraintes résiduelles d'usinage résultent du chargement thermomécanique transitoire à l'interface entre l'outil et la pièce. La valeur de cette contrainte en surface ainsi que son gradient dans la profondeur jouent un rôle clé pour la durabilité des surfaces fonctionnelles. Un modèle de contact thermo-élastoplastique frottant/glissant a été développé. Il permet de simuler le contact entre un massif élastique en rotation autour de son axe, l'outil, et un massif élastoplastique en translation, la pièce. L'analyse inclut les effets normaux et tangentiels dus à l'effort normal et au frottement à l'interface. La dissipation à l'interface est également considérée. Des premiers résultats sont présentés pour des chargements thermomécaniques stationnaires ou transitoires.
Modèle numérique pour l'étude des structures fissurées soumises à des contraintes résiduelles
Revue européenne de mécanique numérique, 2007
Au cours de leur utilisation opérationnelle, les structures aéronautiques peuvent être soumises à des charges cycliques relativement modérées et plus rarement à des charges sévères. Ces dernières peuvent cependant générer des contraintes résiduelles, qui vont influer sur le comportement en service. Par ailleurs, des contraintes peuvent être créées d'une façon volontaire par un traitement spécifique (contraintes de compression). Elles permettent d'améliorer la résistance en fatigue. Ceci illustre l'importance de l'étude du comportement des structures en présence de ces contraintes internes, et le besoin de les considérer lors de simulations numériques utilisées. L'objectif de nos travaux est de développer un modèle numérique basé sur la méthode des équations intégrales duales et la méthode de superposition, qui permet de mettre en évidence l'effet des contraintes résiduelles sur la tolérance au dommage des structures métalliques. ABSTRACT. During their operational use the aeronautic structures can be submitted to relatively moderate cyclic loads and more rarely to stern loads. These last can generate residual stress field, which will influence the in-service behaviour. Otherwise, residual stress field can be created in a voluntary way by a specific treatment (compressive stresses). They permit to improve fatigue tolerance behaviour. This illustrates the importance of the study of the structure behavior under residual stresses, and the need to consider them in numerical simulations. The objective of this work is to develop a numerical method, based on the boundary element method and the principle of superposition, to assess the influence of residual stresses on fracture mechanics parameters. MOTS-CLÉS : contraintes résiduelles, mécanique de la rupture, équations intégrales, méthode de superposition.
2015
Les solutions de renforcement des remblais sur sols compressibles par des nappes géosynthétiques, soit positionnées seules à la base du remblai, soit associées à un réseau de pieux, représentent une alternative économiquement et techniquement intéressante. Avec les différents produits géosynthétiques des solutions innovatrices peuvent être offertes à plusieurs situations. Le code d"éléments finis PLAXIS a été utilisé dans cette thèse pour évaluer l"effet du renforcement par géosynthétiques sur le tassement et la stabilité des remblais construits sur sols compressibles de type sebkha. Le cas étudié concerne le renforcement du remblai routier qui traversant la sebkha du Chott El Hodna sur un tronçon d"environ 11 km. Cette couche salée est sèche en été mais devient inondée en hiver. Les observations de site et les investigations géotechniques ont indiqué que le sol de cette sebkha est caractérisé par une forte compressibilité, une capacité portante faible et contient des zones faibles localisées d"ampleur limitée. L"objectif principal de cette étude est d"évaluer l"effet du géosynthétique de renforcement sur le tassement du remblai au-dessus d"une zone faible localisée. L"influence de quelques paramètres, à savoir le paramètre de compressibilité de la zone faible localisée, la rigidité axiale de géosynthétique, la géométrie de la zone faible localisée et l"angle de frottement du matériau de remblai est également analysée. Les résultats montrent que le calcul en grande déformation est plus approprié qu"en petite déformation pour ce problème et l"amélioration du tassement différentiel est due à la combinaison de l"effet de résistance de membrane du géosynthétique et l"effet d"arc dans le matériau du remblai. Les résultats montrent également que le renforcement n"a aucune influence significative sur le tassement absolu du remblai. En outre, l"utilisation des géosynthétiques dans la construction de ce remblai a montré des effets très pertinents en augmentant la portance du sol support indispensable à la mise en place des premières couches du remblai et en améliorant la qualité du compactage des couches de remblai.
Détermination de contraintes résiduelles en incidence rasante. Apport du rayonnement synchrotron
Le Journal de Physique IV, 2000
En utilisant les caractéristiques de brillance, intensité et parallélisme des sources de rayonnement synchrotron, une méthode de mesure des contraintes résiduelles sur films très minces a été mise au point. Elle consiste, tout en restant en incidence rasante, à piloter les rotations du compteur et de l'échantillon de manière à enregistrer les réflexions de Bragg de plans (hkl) d'azimut et déclinaison donnés. La méthode a été mise en oeuvre sur le goniomètre multitechnique de la ligne IF de l'ESRF et appliquée à la mesure des contraintes sur des films de zircone d'épaisseur de 0.5 à 2.5 um sur deux alliages à base zirconium après oxydation en autoclave. L'emploi d'incidences variables a permis de pénétrer progressivement dans ces couches et d'étudier l'évolution en profondeur des contraintes. Les diagrammes de diffraction obtenus donnent également des informations sur la teneur et les orientations préférentielles de croissance de la zircone quadratique présente dans les films d'oxyde.
Apport d'un nouveau dispositif pour améliorer l'estimation du retrait-gonflement des argiles
2012
L'article presente un nouveau dispositif experimental, developpe dans un Microscope Electronique a Balayage Environnemental (MEBE), permettant de mesurer simultanement l'evolution de la deformation surfacique d'agregats argileux et l'evolution de leur teneur en eau. L'etat initial des echantillons est sous forme de poudre, ce qui permet d'effectuer un cycle d'humidification-sechage complet en 24 heures, a la difference des essais classiques a l'echelle mesoscopique. Les resultats obtenus peuvent etre correles aux profils d'evolution de la teneur en eau en fonction de la profondeur etablis in situ.