Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d ...

4 Introduction et contexte industriel de la thèse
énoncée :
– le contact cyclique entre les pièces, sous l’effet du chargement macroscopique,
peut engendrer un phénomène de fatigue de contact appelé fretting, et conduire
à l’amorçage précoce de fissures qui constitueront des défauts non pris en
compte par le dimensionnement;
– lorsqu’une fissure est amorcée, la présence, inhérente à la structure assemblée,
de concentrations de contraintes (des trous dans notre cas) modifie de façon
importante la propagation d’une telle fissure.
Conformément à cette analyse, l’étude expérimentale se divisera en deux grandes
parties. Dans la première, des essais spécifiques de fretting sont entrepris afin de
caractériser les conditions d’amorçage et de propagation de fissures dans l’alliage
étudié. Ceci nous conduira à déterminer un seuil d’amorçage en fonction des
conditions de chargement. On s’attachera en particulier à la mise en place de
méthodes capables de prédire l’endommagement pour définir ainsi un domaine
de sureté vis à vis de la sollicitation de fretting.
Le deuxième thème de recherche abordé au cours de ce travail traitera de la
propagation de fissures en présence de concentration de contraintes. Des essais
de fatigue impliquant le même alliage sont pratiqués sur des éprouvettes avec
un trou central. L’étude déterminera les lois de propagation des fissures avec
notamment une mise en évidence de la forte influence de la microstructure
du matériau dans les premiers stades de développement de la fissure. Ces
phénomènes sont caractérisés à l’aide de diverses techniques et serviront de base
à l’élaboration d’un modèle de propagation de fissure capable de rendre compte
des interactions de celles-ci avec la microstructure et permettant de faire des
calculs de durée de vie.
Organisation de la démarche de recherche
le manuscrit adopte une organisation linéaire. Le chapitre 1 traite d’une revue
de la littérature concernant l’amorçage et la propagation de fissures dans les
matériaux métalliques tant du point de vue de la fatigue classique que du
fretting. L’accent est mis sur les fissures de faible taille et leur interaction avec
la microstructure.
Au cours du chapitre 2 , l’ensemble des techniques et méthodes utilisées au cours
de ce travail sont présentées.
Le chapitre 3 suit logiquement avec l’ensemble des résultats expérimentaux
obtenus en ce qui concerne le fretting, puis la fatigue.
Enfin, le chapitre 4 développe la modélisation des phénomènes identifiés au
chapitre précédent. La prédiction de l’endommagement par fretting est explicitée
et le modèle de propagation cristallographique est présenté en détail.