t - Pastel

CHAPITRE I : ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE
Afin d’estimer les contraintes résiduelles induites par grenaillage, des distributions initiales en
profondeur des contraintes résiduelles dues au grenaillage et dues à une rectification douce sont comparées à
la ci-dessus (Fig. 14a). La microdéformation, qui est caractérisée par la largeur de corde (Fig. 14b), est plus
grande dans la zone traitée qu’à cœur.
Afin d’analyser plus en détail le comportement des pièces grenaillées, des essais de fatigue interrompus
et des mesures de l’évolution des contraintes en surface et en profondeur ont été réalisés. L’auteur a montré
que :
- En surface, après un nombre de cycle suffisant, les contraintes résiduelles se relâchent et atteignent
la stabilisation. La relaxation des contraintes est plus importante dans la direction des efforts
appliqués pour la flexion rotative (et aussi la traction-compression) mais identique dans les deux
directions (axiale et circonférentielle) pour la torsion alternée (Fig. 15).
Contraintes (MPa) ..
1.E-01
-200
1.E+01 1.E+03 1.E+05
N (cycles)
1.E+07
-300
-400
-500
-600
-700
Σa = 700 MPa
Σa = 570 MPa
___ contrainte axiale
- - - contrainte tangentielle
Contraintes (MPa) ..
1.E-01
-200
1.E+01 1.E+03 1.E+05
N (cycles)
1.E+07
-300
-400
-500
-600
-700
T a = 430 MPa
T a = 380 MPa
a. Flexion rotative b. Torsion alternée
___ contrainte axiale
- - - contrainte tangentielle
Fig. 15 – L’évolution des contraintes résiduelles pendant essais de fatigue (acier 35 NCD 16 grenaillé)
(essais de flexion rotative et de torsion alternée) [Bignonnet 1987].
Pour des sollicitations supérieures à la limite d’endurance mais inférieures à la limite d’élasticité, les
contraintes évoluent de manière continue (courbes vertes). Aux alentours de la limite d’endurance,
on constate souvent une diminution brusque des contraintes résiduelles de grenaillage dès le
premier cycle, l’évolution antérieure étant nettement moins marquée (courbes roses). Cette
relaxation en fatigue dépend de nombreux facteurs (parmi lesquels on peut citer : le type et le niveau
de sollicitation, le nombre de cycles de la sollicitation, la température...), mais elle dépend surtout du
profil initial de distribution des contraintes résiduelles, de la nature et des caractéristiques
mécaniques du matériau considéré.
- En profondeur, les profils de contraintes résiduelles mesurés par diffraction X avant et après cyclage
de fatigue sont représentés en Fig. 16. On remarque que si la profondeur affectée (0.3 mm) ne change
pas, le champ de contraintes en profondeur chute dans tous les cas. Les valeurs en profondeur de
contraintes axiales et circonférentielles sont assez proches.
Les résultats des essais d’endurance pour les états rectifiés et grenaillés sont reportés au Tab. 3. La
profondeur affectée par le grenaillage est de l’ordre de 0.3 mm dans tous les cas.
Sollicitation Acier Rectifié Acier Grenaillé Gain
Flexion rotative : f-1 (MPa) 525 570 7%
Traction-compression : s-1 (MPa) 490 550 12%
Torsion : t-1 (MPa) 310 380 23%
Torsion-flexion ( σ = 3τ
): sd MPa)
360 380 6%
Tab. 3 – Limites d’endurance estimées pour R = -1 sur 35 NCD 16 (Re = 1000 MPa) rectifié et grenaillé
(intensité 0.30 – 0.35 mA)
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