Aéronautique

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et

Conception of a friction stir welding tool

M. AISSANI, S. Gachi, D.H. BASSIR, F. Boubenider, Y. Benkedda  (2008)
Article de conférence

Friction stir welding is a new process that allows a solid-state joining technology of metallic components. Applications and development within this approach has incr eased during the last decade. In this process, the geometry of friction tool plays a fundamental role to obtain suitable microstructures in the weld and the heat affected zones, thus it will be then possible to improve the strength and fatigue resistance of the joint. Among the articles related to the friction process, only few have treated the manufacturing process of the tool. In this work, we will focus on this last point. To increase the welding quality and the process reliability, the design of the tool includes a shaft-spring-based system aimed at avoiding premature damage, furthermore to allow the measure of applied friction pressure. Our improved friction tool has then been tested for applied this welding technique on Al-2024 and Al-7075 aluminium alloys sheets. The weld quality has been evaluated by means of a microstructure analysis and micro-hardness measurements. The ability to increase the welding speed, the changes of the crystalline plans orientation in the mixed part of thermo-mechanically affected zone and grains sizes observed in micrographics underline the effect of the pin geometry and its displacement. The micro-hardness curve shows good mechanical properties. Finally, the obtained results show a su ccessful welding with accep table quality and open new interesting perspectives. Voir les détails

Mots clés : Aluminium, conception, Friction Stir Welding, tool, Micro-hardness

Comparison in Temperature evolution and Mechanical properties of an aluminium alloy welded by FSW and TIG processes

Mouloud Aissani, Saliha Gachi, Abdelhalim ZITOUNI, Moustafa BOUKRAA, Younes Benkedda  (2019)
Article de conférence

The purpose of this study is to show the potentiality of Friction Stir Welding (FSW) for joining the 2017A aluminium alloy, which is difficult to be welded by fusion techniques. A comparative study of FSW with a conventional fusion process as Tungsten Inert Gas (TIG) is made. FSW welds are made up using a specific tool mounted on a milling machine, however a single pass welding was applied to obtain a TIG joint. Thereafter, the comparison between the two processes has been made on the mechanical properties and thermal behavior. The results show that the thermal cycle peak induced by FSW process are lower than that induced by TIG process about 25%. Because the FSW does not need to melt the materials during welding. Microstructural examination revealed the grains refinement of the FSW weld joints that induce better mechanical properties (tensile tests and microhardness), higher joint efficiency (more than 80%) and good ductility compared to TIG joint. FSW process currently opens a great opportunity of application in the industrial and transport fields. Voir les détails

Mots clés : FSW, TIG, aluminum, Temperature, tensile joint efficiency, Microhardness

Simulation of cracks detection in tubes by eddy current testing

S Bennoud, M Zergoug, A Allali  (2016)
Publication

The means of detection must ensure controls either during initial construction, or at the time of exploitation of all parts.The Non destructive testing (NDT) gathers the most widespread methods for detecting defects of a part or review the integrity of astructure.In the areas of advanced industry (aeronautics, aerospace, nuclear …),assessing the damage of materials is a key point to control durability and reliability of parts and materials in service.In this context, it is necessary to quantify the damage and identify thedifferent mechanisms responsible for the progress of this damage. It is therefore essential to characterize materials and identify the most sensitive indicators attached to damage to prevent their destruction and use themoptimally.In this work, simulation by finite elements method is realized with aim to calculate the electromagnetic energy of interaction: probe and piece (with/without defect). From calculated energy, we deduce the real and imaginary componentsof the impedance which enables to determine the characteristic parameters of a crack in various metallic parts. Voir les détails

Mots clés : Eddy Current, Non-destructive testing (NDT), Cracks, Finite, Element Method

Edge detection in an infrared image in steeland metallurgical domain

K. Gherfi, M. Tria, H. Bendjama, R. Boulkroune, D. Idiou, L. Cherrad, T. Bensouci  (2016)
Article de conférence

The iron and steel domain has a very important role in the industry. Indeed, much research has been fixed to the product quality, which is an essential factor in the production cycle. Among the most used techniques to today, to inspect the finished product, there is the infrared thermography. This latter allows for detecting defects in materials. Treatments of captured image using an infrared camera can detect the edge of these defects and hence locate them. In this work we try to apply mathematical methods to detect these edges. Voir les détails

Mots clés : Infrared thermography, materials, Defects, edges

Simulation des Flux Thermiques lors du soudage TIG et prédiction de la taille des zones du cordon dans les tôles d’Acier 304L, Partie B : Evolution 3D.

Mouloud Aissani, Rabah HAMZAOUI, David H BASSIR, Sofiane GUESSASMA, Younes Benkedda  (2014)
Article de conférence

Dans le présent travail, on s’intéresse à la détermination des vecteurs du flux thermique en 3D et leur comportement ainsi que le champ de température, à travers une simulation tridimensionnelle du phénomène de transfert de la chaleur, du problème de soudage TIG. Le soudage concerne les tôles d'acier inoxydable 304L ayant un usage aéronautique. La modélisation de la source de chaleur lors du soudage est effectuée par une source Gaussienne surfacique mobile de forme bi-elliptique. La méthode des éléments finis tridimensionnels a été utilisée à travers le code du calcul ANSYS® pour effectuer les calculs et la simulation du phénomène. Une investigation sur le maillage optimal du calcul et sur les rayons optimaux du modèle source thermique sont menés. Un travail d’expérimentation du soudage est aussi effectué permettant de caler le modèle numérique et d’autre part de faire une validation expérimentale des calculs accomplis. La comparaison avec l’expérimental des différents résultats du calcul numériques montre une très bonne concordance et aussi bien une prédiction de la taille du bain de fusion lors du soudage. Les évolutions de champs de température, les cycles thermiques, les vecteurs flux thermique et les étendus des zones à risques (ZF et ZAT) sont bien reconnus et discernés pour cet acier. Ces résultats peuvent servir à toutes études complémentaires du comportement mécanique ou métallurgique ultérieurs. Voir les détails

Mots clés : Flux thermique, MEF, 3D, soudage TIG, Acier 304L.

CALCUL DE L’ECOULEMENT SUBSONIQUE LAMINAIRE DANS DES CONDUITES DE SECTIONS COMPLEXES PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS.

Mouloud Aissani (2002)
Mémoire de magister

Le présent travail a pour but de simuler numériquement l’écoulement laminaire incompressible dans les conduites de section complexe de forme mono et multi connexes par la méthode des éléments finis, afin de généraliser l’étude de l’écoulement de Poiseuille connue analytiquement que pour quelque section simple (cercle, carré…) d’une part. Et d’autre part de déterminer l’effet de changement de la géométrie d’une section de conduite sur l’évaluation du coefficient de perte de charge et la répartition des vitesses à travers la section ainsi que la contrainte de cisaillement et d’autres paramètres thermodynamiques. Pour cela, on a réalisé après l’étude mathématique et numérique convenable, un programme traitant plusieurs sections complexes avec différents types d’éléments finis en résolvant des systèmes d’équations à grande dimension. La validation des résultats est faite avec quelques exemples typiques analytiques. Voir les détails

Mots clés : écoulement laminaire, la méthode des éléments finis, incompressible, coefficient de perte de charge, paramètres thermodynamiques, conduites de section complexe

Contribution A La Modélisation Du Soudage TIG Des Tôles Minces D’acier Austénitique 304L Par Un Modèle Source Bi- Elliptique, Avec Confrontation Expérimentale. (Contribution to the establishment of a TIG survey of thin sheet metal steel austenitic 304L by a source bi-elliptical model, with experimental confrontation)

M. AISSANI, H. Maza, B. BELKESSA, B. MAAMACHE  (2005)
Publication

Ce travail contribue dans la modélisation du phénomène du soudage de l'acier inoxydable Austénitique 304L, afin d'étudier le comportement thermique d'un joint de soudure, obtenu par le procédé de soudage à l'arc électrique TIG (Tungsten-Inert-Gas). Le modèle simulant la source d'énergie de soudage, utilise une distribution surfacique Gaussienne du flux de chaleur provenant de l'arc électrique. La forme de cette source est supposée circulaire pour un premier cas et de forme bi-elliptique pour un second cas, tout en procédant à l'évaluation des champs et cycles thermiques à chaque instant, pour déterminer l'étendu des zones à risque, et l'effet de la vitesse de soudage sur ces dernières. Permettant ainsi de remonter par la suite, aux problèmes de contraintes résiduelles et déformations générées dans l'assemblage soudé. L'équation de chaleur régissant le problème est discrétisée par la méthode des volumes finis. Les calculs sont effectués en considérant que les propriétés physiques et thermiques ainsi que les conditions aux limites de convection et rayonnement, sont dépendante de la température. Pour évaluer la précision du modèle, une comparaison avec des mesures expérimentales de température d'un essai de soudage a été effectuée, les résultats indiquent un bon accord. Voir les détails

Mots clés : soudage TIG, acier 304L, source thermique bi-elliptique

Thermal Simulation and Experimental Characterizations of Aeronautic Stainless Steel Welded by TIG process.

M. AISSANI, D.H. BASSIR, Y. Benkedda  (2008)
Publication

In order to study the thermal behaviour of aeronautic stainless steel welded by TIG process, we have improved the energetic distribution formulation by adapting the geometric configuration into a bi-elliptic form with Gaussian surface heat flow distributions of the welding source. The Thermal transient fields and thermal cycles are evaluated to determine dimensions of the risky zones (Heat Affected Zone and Fusion Zone) and the welded joint is characterized by tension tests, micro-hardness (Hv) and micrographics. A metallographic analysis is prepared to differentiate all zones as well as the grain sizes, and to confirm theirs widths. Computations are carried out by finite volume method, where thermo-physic’s properties and boundary conditions are in function of temperature. The reliability of the model is evaluated by the comparison of the simulated results with those obtained by thermal cycle recordings to evaluate the size of the risky zones. Both, theoretical and experimental approaches have good agreement and give an enhancement of a previous work. Voir les détails

Mots clés : Aeronautic stainless steel, Mechanical and metallurgical characterization, TIG welding, Thermal simulation

Three-dimensional simulation of 304L steel TIG welding process: contribution of the thermal flux

Mouloud Aissani, Sofiane GUESSASMA, Abdelhalim ZITOUNI, Rabah HAMZAOUI, David Bassir, Younes Benkedda  (2015)
Publication

In this study, we focus on the determination of the heat transfer properties in Tungsten-Inert-Gas welding (TIG) problem combining an experimental and a three-dimensional simulation approaches. Optimal conditions are used to weld stainless steel (304L) sheets in butt configuration. Both instrumental monitoring and metallographic investigation of the welded material are carried out. The modelling of the heat source is performed by a mobile Gaussian surface source exhibiting a bi-elliptical shape. This source is implemented in a three-dimensional finite element model to compute heat flux and temperature fields. The comparison between the experimental and numerical thermal cycles shows a fair agreement. Predicted temperature fields and heat flux distributions are discussed. Conversion of isotherms into microstructural information shows that the size of the fusion zone is four times smaller than the heat affected zone dimension. The metallographic analysis confirms the expected microstructural evolutions but highlights differences between observed and predicted extents of the heat affected zone. Voir les détails

Mots clés : Finite elements method, Three-dimensional heat fluxAjout mot clé, TIG welding, 304L steel, Heat affected zone, Fusion Zone

Simulation des Flux Thermiques lors du soudage TIG et prédiction de la taille des zones du cordon dans les tôles d’Acier 304L, Partie A : Evolution 2D.

Mouloud Aissani, Abdelhalim ZITOUNI, Rabah HAMZAOUI, Sofiane GUESSASMA, Younes Benkedda  (2014)
Article de conférence

La connaissance du flux thermique et du champ de température lors d’un procédé de soudage est primordiale pour toute étude du comportement thermique ou mécanique (ou métallurgique) des soudures. Dans le présent travail (Partie I), on détermine les vecteurs du flux thermique et le champ de température, à travers une simulation bidimensionnelle du phénomène de transfert de la chaleur, lors du soudage TIG (tungsten Inert Gas) des tôles d’acier. Ainsi, on prédit l’étendu des zones thermiques critiques d’un cordon de soudure. Le calcul est effectué par la méthode des éléments finis. La source de chaleur du soudage TIG est modélisée par une source Gaussienne surfacique de forme bi-elliptique. Le maillage optimal du calcul ainsi que les rayons optimaux du modèle source thermique sont recherchés et déterminés. Parmi les résultats numériques présentés, on a les cycles thermiques à quelques points proches au cordon de soudure sur la tôle, où ils ont été l’objet d’une validation expérimentale. La comparaison avec l’expérimental de ces différents cycles thermiques montre une bonne concordance. Cela a permis la prédiction de l’étendu des zones critiques du cordon, lors du soudage, et comparer à d’autres références. Ces résultats servent aussi à toutes études du comportement mécanique ou métallurgique ultérieurs. Voir les détails

Mots clés : soudage TIG, Flux thermique, acier 304L, MEF, température.