Mécanique
EFFET DU FACTEUR D’EMPIETEMENT SUR LE MODELE DE JMA_CAS DES TRANSFORMATIONS ISOTHERMES DANS LES ACIERS
Des travaux récents ont montré que l’introduction d’un facteur d’empiètement dans le modèle de cinétique de JMA conduit parfois à une meilleure estimation des paramètres de transformation solide- solide aussi bien en conditions isothermes qu’anisothermes. Dans le présent travail nous donnons deux exemples où l’ajustement de l’empiètement permet une meilleure corrélation de la transformation. Le premier exemple concerne la décomposition en conditions isothermes de l'austénite d’un acier faiblement allié.Le deuxième exemple traite de la précipitation de la phasesigma lors d’un maintien isotherme à haute température d’une soudure d’acier inoxydable duplex. Dans ces deux exemples, nous montrons que le paramètre d’empiètement intervient exclusivement aux derniers stades de la transformation Voir les détails
Mots clés : le Soudage, le CND, l’Industrie des Métaux
CHOIX OPTIMAL DE L’EFFICACITE D’INHIBITEURS A BASE DE MOLYBDATES PAR DES METHODES ELECTROCHIMIQUES POUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES A BASE D’ALLIAGE D’ALUMINIUM
Cette étude consiste à suivre l’efficacité des inhibiteurs de corrosion utilisés pour le traitement des eaux industrielles. Notre démarche adaptée consiste à réaliserun diagnostic approfondidu site, son milieu environnant, un prélèvement d’échantillons du matériau et d’eau. Des investigations ont été accomplies pour déterminer d’un coté les caractéristiques chimiques, mécaniques, et électrochimiques d’un alliage d’aluminium, ainsi que les paramètres physico-chimiques de l’eau. Une formulation d’un nouvel inhibiteur s’imposait pour des raisons techniques telles que la température d’hydrolyse pour les polyphosphates soit pour des raisons de toxicité pour les chromates et les nitrites. Nous avons entrepris des investigations pour l’efficacité inhibitrice d’un composé à base molybdates associé à des faibles quantités de nitrites par des méthodes électrochimiques. Nous présenterons l’influence des paramètres de concentration et du pH sur laprotection du matériau et en faisant une étude comparatives avec d’autres inhibiteurs utilisés pour les mêmes applications Voir les détails
Mots clés : corrosion, inhibiteurs, simulation, alliage d’Aluminium, propriétés physicochimiques, essais électrochimiques stationnaires
CARACTERISATION OF AA7075-T6 ALUMINIUM ALLOYS WELDED BY FSW PROCESS
Friction stir welding (FSW) is a solid-state joining process that was invented in 1991 at The Welding Institute in the United Kingdom and has seen remarkable grown in research, development and application in recent years. It’s a relatively new joining process that has been demonstrated in a variety of metals, suchas steel, titanium, lead, copper, and aluminum. The process is especially advantageous for joining aluminum and has been exploited commercially around the world in several industries [1]. FSW of butts joints is obtained by plunging a rotating, non-consumable welding tool into the joint, then traversing the rotating tool along the joint [2]. The majority of treatment (Mechanical, thermal or thermochemical processing) and industrial processes load to residual stresses. These lastexert a significant effect on fatigue properties, so the crack growth is detected by the residual stress and in complement by their microstructure. As the FSW is a solid state process, it is characterized by the absence of melting because of the low temperature compared to fusion weld. It is for this reason; the residual stresses are thought to be much lower. But, the very rigid clamping arrangement used, to maintain the sheets during the FSW welding, induce to significant rise in residual stresses. These restraints create a contraction of the weld nugget and heat-affected zone during cooling in both longitudinal and transversedirections, thereby resulting in generation of longitudinal and transverse stresses. Therefore, it is very important to determinate the residual stress in the FSW welds [3]. In the present work, we present results of residual stress, microstructures and microhardeness measurements of 2.6 mm thick plates of AA7075 in T6 heat treatment condition joint by friction stir welded. We shall be interested in the ultrasonic technique to determine residual stresses. This method has the advantage ofbeing easy to implement, nondestructive, inexpensive and fast [3, 4]. Its principle is based on the acousto-elastic phenomena, which consists to measure the velocityvariation of ultrasonic wave according to the stress state. This can be achieved through a calibration test. The results show a higher residual stresses inthe heat affected zone. Small compressive residual stresses were detected in the parent metal adjacent to the HAZ and the nugget zone. The microstructure reveals very fine grains in the weld zone compared to base metal Voir les détails
Mots clés : Friction stir welding; Radiography; Calibration; ultrasonic residual stresses and Microstructure
COMPORTEMENT TRIBOLOGIQUE DE L’ACIER AU MANGANESE ALLIE AU NIOBIUM ET NICKEL
L’acier Hadfield est destiné à travailler dans divers domaines minier, ferroviaire, mécanique, agricole etc. Cet alliage, en cours d’exploitation, est soumis à des sollicitations sévères induisant une usure importante.L’objectif visé par ce travail consiste à améliorer ses propriétés tribologiques dans le but d’augmenter sa durée de vie par l’addition d’éléments d’alliages (niobium et nickel). Ces deux éléments influent différemment, l’un (niobium) est un élément fortement carburigène et l’autre (nickel), élément gammagène et non carburigène. Ces derniers sont ajoutés séparément puis combinés afin d’estimer leur influence sur le caractère de cristallisation de l’acier. Notre approche consiste en premier lieu à étudier les changements microstructuraux qui se déroulent lors du processus de solidification et à déterminer le comportement en cours d’usure. Les échantillons étudiés sont élaborés dans un four à induction de laboratoire à partir de matières premières pures. Les éléments d’alliages sont ajoutés sous forme de grain finement broyés à des teneurs variant entre 0,1% et 0,3%. Les échantillons obtenus sont découpés et traités puis observés au microscope. Des essais d’usure par abrasion et par frottement sont aussi réalisés pour déterminerla résistance à l’usure dechaque nuance étudiée. Les microstructures obtenues révèlent la présence de précipités à l’état brut de coulée en proportions considérables par rapportà l’acier de base et aussi proportionnellement à la teneur en élément d’alliage ajouté. Après traitement thermique, ces carbures se sont complètement dissouts. La microstructure révèle dans ce casla présence de deux types d’austénites, l’une enrichie et l’autre appauvrie, en proportion variable. Les essais d’usure montrent une nette différence sur les pertes de poids suite à l’addition des éléments d’alliages par rapport à l’acier de base. A l’état brut de coulée, la résistance à l’usure est améliorée de deux à quatre fois. Par contre à l’état traité, celle-ci est tellement importante que l’usure est devenue très faible. Cette étude a permis d’améliorer fortement la résistance à l’usure avec un faible taux d’élément d’alliage d’où l’intérêt de ce travail Voir les détails
Mots clés : Acier Hadfield, éléments d’alliage, matrice, carbures, usure
CARACTERISATION DE L’ETAT D’ECROUISSAGE PAR ULTRASONS D’UN ALLIAGE D’ALUMINIUM DE CLASSE 1000.DEFORME PAR LAMINAGE
Le matériau une fois traversé par les ondes ultrasonores, ces dernières nous apportent un lot d’informations pour peu qu’on exploite ces paramètres ultrasonores afin d’établir une corrélation entre ces paramètres ultrasonoreset les différents états structuraux. La caractérisation par ultrasons, prend de plus enplus d’ampleur et d’intérêt pour, d’une part sa simplicité à mise en oeuvre et d’autre part du fait de son caractère non destructif comparé aux autres techniques de caractérisations communément utilisées. Les mesures de vitesses, de l’atténuation et de toute quantité à laquelle nous avons accès et notamment le décalage de fréquence qui peut être exploité afin de remonter au matériau étudié. L’étude que nous avons entreprise, consiste enles mesures des vitesses des ondes ultrasonores longitudinales et le décalage de fréquenceaprès que ces ondes aient traversé le matériau. Cet alliage d’aluminium ayant subi des déformations à froid par laminage avec des taux de déformation allant de 20%, 37.85%, 46.07%,57.14%. Ces échantillons ont subi des traitements thermiques de recuit à une température de 320°C, avec un temps de maintient de 01 heures. La méthode utilisée pour ces mesures est appelée écho mode par immersion.. Les résultats des sont portés sur des courbes représentant les variations de la vitesselongitudinales et de résistivité en fonction du taux de déformation, pour les différents échantillons aux taux de déformation cités ci dessus. Ces mesures montrent que la vitesse est sensible aux différents états de structures conférés au matériau suite aux déformation à froid par laminage ainsi q’au traitements thermiques subis par les échantillons d’alliage d’aluminium de la classe 1000. Les vitesses ultrasonores différent d’un échantillon à un autre selon le taux de déformation sachant que l’épaisseur des échantillon est uniformisée, mêmelogique pour les valeur des décalages de fréquencepour toutes les fréquences utilisés et qui sont 2.25MHz, 5MHz et 10MHz. A titre comparatif les valeurs des résistivités suivent et confirment le même comportement, elles sont fonction du taux de déformation. Donc les mesures des vitesses de l’onde ultrasonore, l’atténuation et le décalage de fréquencepeuvent être exploités Voir les détails
Mots clés : ultrasons, vitesse, résistivité, traitements thermiques, décalage de fréquence
L’avantage des modèles de forces cohésives dans la prédiction de la charge d’amorçage des fissures et la simulation de la propagation. Problème de bande infinie sous chargement de rupture anti-plan
Dans ce travail on a étudié l’amorçage et la propagation d’un défaut de type fissure localisé au milieu d’une bande infinie soumis à un chargement de cisaillement anti-plan en utilisant le modèle des forces cohésives de type Dugdale-Barenblatt, l’amorçage des fissure via les modèles des forces cohésives présentent des avantages par rapport à la théorie de Griffith, les équations d’équilibre sont transformé en une équation intégrale singulière est résolue en utilisant les polynômes de Tchebychev. Les résultats obtenus sont représentés an termes de la charge d’amorçage en fonction des différentes grandeurs caractéristiques du modèle de forces cohésives utilisé. Voir les détails
Mots clés : Théorie de Griffith, modèles de forces cohésive, charge d’amorçage
Evaluation de la charge limite de rupture avec le modèle de force cohésive de type Dugdale
En mécanique de la rupture et d’une façon générale, les modèles de forces cohésives, sont de plus en plus employés. Les effets d’échelle qui les accompagnent du fait de la présence d’une longueur caractéristique sont mal connus. Il est donc impératif de bien connaitre leurs propriétés pour pouvoir les utiliser efficacement. La théorie de GRIFFITH associe à toute fissure une énergie de surface proportionnelle à sa longueur. Dans cette théorie seule les défauts de type fissure sont susceptibles de se propager. Cette théorie est incapable de rendre compte de l’initiation des fissures sauf dans des cas très particulier ou la structure possède des singularités fortes. Elle est aussi incapable de prédire seul le trajet spatio-temporel de la fissure. Le modèle de DUGDALE-BRENBLATT présente l’avantage sur le modèle de GRIFFITH, de rendre compte de l’amorçage des fissures dans une structure saine en terme d’un critère en contraintes. Le modèle des forces cohésives de DUGDALE-BARENBLATT est utilisé ici, pour traiter le problème d’une bande infinie contenant une fissure localisée en son milieu, la bande est soumise à une contrainte de cisaillement anti-plan, positive et uniforme. Le problème revient à résoudre numériquement une équation intégrale singulière en utilisant les polynômes de CHEBYSHEV. L’évaluation numérique de la charge de rupture en utilisant le modèle de type DUGDALE est réalisée. Les résultats obtenus sont la variation de la charge appliquée en fonction des paramètres caractéristique du modèle (La taille de la zone cohésive en développement et le seuil critique de décohésion en pointe de la fissure). Voir les détails
Mots clés : Théorie de Griffith, Modèle de Dugdale-Barenblatt, Equation Intégrale Singulière
Effet de différents types de défaut sur le comportement mécanique d’une plaque en alliage de Titan soumise à un chargement axial
Dans la mécanique élastique linéaire de la rupture, le champ de contrainte au voisinage d’un défaut est singulière, cette singularité varie selon la forme et la taille du défaut. Les fissures sont les défauts qui induisent la plus forte singularité ce qui a été prouvé par la théorie de Griffith. En élasticité linéaire, le champ de contrainte dans une structure en présence d’une fissure est donnée en 1/(r)1/2 (r est le rayon d’un cercle centré sur la pointe de la fissure), avec un facteur multiplicateur qui est le facteur d’intensité de contrainte K et une dépendance angulaire. Plus le rayon est faible plus on s’approche de la pointe et plus les contraintes sont singulière. En élasticité linéaire, l’utilisation de la MEF (Méthode des Eléments Finis) avec les lois de la mécanique de la rupture afin de traiter le problème d’une plaque contenant un défaut de forme latéral, permet de confirmer le résultat de la Théorie de Griffith. Trois types de défauts avec différentes tailles ont été traités : un demi-cercle de différents rayons, une entaille avec différents angles d’ouverture et une fissure de différentes longueurs. Voir les détails
Mots clés : Théorie de Griffith, FEM, Facteur d’intensité de contrainte, Taux de restitution d’énergie élastique, fissure
Study of the initiation and propagation of a crack in a heterogeneous media using model of cohesive forces
The behavior of crack defects in a heterogeneous media like the weld is a very interesting subject. The mechanical properties change through the different areas of the welded joint (Base Metal, Heat Affected Zone and Fusion Zone). The crack is solicited in mode III (anti-plane shear loading).A cohesive forces model is applied to study the initiation and propagation of a crack located in the middle of the weld using a semi-analytical method, where the equilibrium equations are solved and the solution is converted to a singular integral equation by using the standard Fourier’s transformers. The equation is solved numerically.The limit load of the fracture is represented as a function of different parameters (opening of the crack, the width of the weld,…). The results obtained shows the variation of the crack opening in accordance with the width of the weld taking into account the critical crack opening. Voir les détails
Mots clés : MDR, Crack, welding, cohesive forces model
Analyse expérimentale du comportement en traction et en flexion des différent composites stratifies
Des essais de flexion trois points effectués sur un stratifié à 6 couches verre-perlon-acrylique (V-4P-V) à usage orthopédique ont permis d’identifier ses caractéristiques mécaniques et de mettre en évidence l’influence du sens de découpe des échantillons. Ces propriétés mécaniques qui se caractérisent par une dispersion affichent dans la direction du sens du moulage des valeurs de contrainte à la rupture et du module de Young inférieures à celles mesurées dans le sens perpendiculaire. La seconde partie de ce travail est consacrée au choix motive de l’approche statistique qui nous conduit à appliquer le modèle de Weibull pour évaluer la dangerosité d’une sollicitation en terme de probabilité de rupture. Voir les détails
Mots clés : composite, Weibull, rupture flexion trois points