Mécanique
Caractérisation et étude de l’usure des revêtements élaborés par projection thermique HVOF
L’objet de ce travail concerne la caractérisation microstructurale et l’étude de l’usure des revêtements métalliques élaborés par projection thermique (type HVOF : High Velocity Oxyfuel Flame). Trois types de revêtementsdifférents (WC- 12%Co, Cr3C2–25%NiCr et T-400) sont analysés contre un échantillon revêtu en Babits. Les essais d’usure type ‘plan-plan’ sont mis en œuvre en réalisant un dispositif spécifique, afin d’étudier le comportement à l’usure de cesrevêtements. Des investigations sur l’effet de la vitesse, la force et la période d’essai ont été effectuées afin de déduire le meilleur revêtement à retenir pour les applications industrielles comme ‘la pétrochimie’ Voir les détails
Mots clés : usure, microstructure, rugosité, revêtement, dureté
Détermination du coefficient de concentration de contrainte pour un problème de fissure interne dans un matériau hétérogène sollicité en mode anti-plan par deux approches distinctes
Dans ce travail deux approches ont été utilisées pour déterminer le coefficient de concentration de contrainte pour un problème de fissure interne dans un matériau hétérogène sollicité en mode antiplan. La méthode semi analytique a été utilisée pour évaluer le facteur d’intensité de contrainte dans le cas de chargement en mode antiplan, c’est une méthode sans maillage basée sur la résolution analytique et numérique d’une équation intégrale singulière. L’autre méthode qui est celle des éléments finis étendue XFEM est employée pour sa simplicité d’implémentation et le rapport précision/effort de calcul qui sont ses deux principaux avantages par rapport à la méthode FEM standard. Dans un but de comparaison, nous avons évalué avec les deux approches le facteur d’intensité de contrainte pour un problème de fissure interne dans un modèle constitué de trois matériaux sollicité en mode antiplan Voir les détails
Mots clés : XFEM, fissure, mode antiplan
Comparative study of the thermal behavior of the tribological couples copper-graphite and graphitegraphite
The dry tribological behavior copper-graphite and graphite-graphite pairs in sliding contact is studied. The tests were carried out with a pin-on-disc tribometer in ambient air. The experimental results show the evolution of the temperature as a function of the normal load and the sliding speed. These results show that these two parameters have a significant influence on the variation of the average contact temperature. The discussion of results is based on observations by optical microscope and interfacial phenomena resulting from friction Voir les détails
Mots clés : Temperature, contact, friction, copper, graphite. normal load, sliding speed
Mechanical Properties Study of HDPE Wall Pipes Exposed to Sulfuric Acid and Toluene-Methanol Mixture: Comparison Between Filament and Standard Specimens
In this paper, results of two experimental studies are presented and compared. They concern the evolution of mechanical properties through the wall of a HDPE pipe used to transport natural gas. In the first study, specimens filaments (ISO 3341) machined in the form of continuous and uniform chips are used, while the second considers standard shapes according to ISO 527. Both approaches have shown that there is a significant variation in the mechanical properties through the tube wall from the outer side towards the inner side. The filament method is quicker and easier in preparation compared to the second method which comprises complicated machining operations. Immersion in aggressive environments such as sulfuric acid and toluene-methanol showed degradation of major properties. The mechanical properties obtained with the filaments are generally greater (between 6% and 14% higher), but in the case of H2SO4, the difference can reach up to 32% in comparison with control samples. The linear relationship between E and σy is preserved in those oxidative environments indicating the usefulness of HDPE filaments testing Voir les détails
Mots clés : polyethylene, Pipe, mechanical properties, pipe wall, aggressive environment, degradation
Technique d’Hybridation en Vue d’Améliorer le ComportementMécanique à la Rupture des Composites Stratifiés
Cette etude met en evidence l¡¦effet du changement de la disposition du renfort (unidirectionnelle, tissu et mat) sur la rupturedu materiau composite verre-E/epoxyde. Les stratifies consideres sont symetriques equilibres [+ƒá/-ƒá]3S et travaillant entraction uniaxiale. Une approche mathematique basee sur des criteres de rupture est utilisee. La comparaison de leurscomportements nous permet de proposer des hybrides capables d¡¦ameliorer les performances mecaniques des compositesrenforces seulement par des fibres coupees, d¡¦affaiblir le degre d¡¦anisotropie du materiau et d¡¦avoir par consequent desstructures optimales. Voir les détails
Mots clés : Matériau composite renforcement, comportement mécanique, hybridation
Failure of symmetric composite plates E-Glass /Epoxy with variousreinforcement arrangements
This study puts in evidence the effect of the change of the arrangement of the reinforcement(unidirectional, woven fabric and mat) on the rupture of E-glass/epoxy composite material. The consideredlaminates are symmetric of stacking sequence [+θ/- θ]3S and subjected of uniaxial traction loading. Amathematical approach based on failure criteria was used. The comparison of their behavior allows us to proposehybrids capable of improving the mechanical performances of composites, of decreasing the material anisotropydegree and to have consequently optimal structures. Voir les détails
Mots clés : composite materials, reinforcement, mechanical behaviour, hybridization
Traitement Mécanique de surface - Effet sur la dureté superficielle d’un alliage d’aluminium
La dureté en surface joue un rôle important dans la durée de vie d’une pièce mécanique soumise au frottement et à l’usure. Elle peut être améliorée par les procédés de finition, en l’occurrence le traitement mécanique de surface "TMS", comme le brunissage ou galetage à la bille. Toutefois, le résultat du traitement est conditionné par la maîtrise de l’opération. Cette étude a pour objectif, l’application du procédé de brunissage pour un alliage d'aluminium du commerce et l'optimisation des paramètres technologiques de traitement. Les paramètres considérés sont : l'avance "f", l'effort appliqué "Py" et le diamètre de bille "Db". La relation entre ces paramètres et la microdureté mesurée en surface "Hv", a été mise en évidence à l'aide des plans d’expériences multifactoriels de "box-behenken". A l’aide d’un algorythme, un régime optimal a été prédit en vue d'obtenir un maximum d’effet (Hvmax). Les résultats expérimentaux ont montré qu’il est possible d’atteindre une amélioration de la dureté superficielle de 30÷50 % pour ce matériau, au moyen de ce procédé. Voir les détails
Mots clés : Brunissage, dureté superficielle, optimisation, plans d'expériences, traitement de surface
Procèdes d’usinage- effet sur la rugosité de surface Machining processes- effect on surface roughness
Tout système mécanique est composé d’un ensemble de pièces liées entres elles, et en mouvement les unes par rapport aux autres, sont soumises aux frottements, ce qui nécessite une bonne préparation de surface ce qui a pour objectif l’amélioration de l’aspect géométrique des surfaces afin qu’elles répondent aux exigences techniques et aux conditions de fonctionnement. Pour la réalisation des surfaces des pièces, il existe plusieurs procédés d’usinage, ainsi qu’un nombre important d’opérations de finition et de traitement mécanique. Des essais expérimentaux utilisant trois procédés de fabrication : tournage, rectification, et brunissage ont été réalisé sur des éprouvettes en acier X48. Dans une première phase, en suivant le modèle des plans d’expériences de Box-Behnken et une simulation au moyen d’un programme sous Matlab, le régime optimal a été déterminé et appliquée pour la préparation des surfaces de l’éprouvette d’essai par tournage. En seconde phase, ont été réalisées des traitements de surface par rectification et brunissage, des mesures de rugosité des surfaces obtenues ont été réalisées et les résultats ont été interprétés. Au regard des résultats expérimentaux, on peut retenir que le traitement par tournage a fourni un état de surface satisfaisant, pouvant être exploitée aisément dans un mécanisme ou traitée par déformation plastique superficielle. Ceci a pour avantage la minimisation du temps de fabrication et offre un bon indice économique. Voir les détails
Mots clés : procédés d’usinage, régime optimal, rugosité, Brunissage, rectification
Procédés d’Elaboration de Surfaces - Effets sur un Contact Mécanique
L’analyse et la caractérisation de surface usinée jouent un rôle important dans plusieurs domaines de l'ingénierie, en l’occurrence la mécanique de contact et la tribologie. De nombreux industriels se trouvent contraints de mieux comprendre le comportement des surfaces, pour améliorer leurs produits manufacturés dans ce contexte, on se propose à l’aide d’outils informatiques, d’étudier la topographie des surfaces réalisées par trois procèdes : Tournage, rectification, et traitement mécanique par brunissage. Des programmes sous matlab7.0 ont été développés, afin d’exploiter les profils des rugosités obtenus à partir des mesures effectuées sur les surfaces finies. Le but de ces programmes, dans un premier temps est d’élaborer à partir des profils de rugosité des différentes surfaces, l’aspect réel en 3D, en second temps d’estimer le pourcentage des points de contact entre deux surfaces superposées afin d’évaluer un contact mécanique, ainsi que le calcul du rapport h/σ qui permet de déterminer l’importance de la rugosité vis à vis de la lubrification. Ces résultats aident à faire un choix judicieux du procédé d’élaboration de surface et d’en apprécier l’importance des rugosités et sa prise en compte dans le calcul de l’épaisseur du film lubrifiant. Voir les détails
Mots clés : rugosité, topographie, traitement de surface, contact
ETUDE TRIBOLOGIQUE D’UN MULTIMATERIAU METAL/METAL
L’étude du phénomène frottement- usure et de leurs évolutions est un sujet qui a été abordé de façon très intense ces dernières années. Ce fait s’explique par le nombre important de disciplines concernées, en amont ou en aval, par cette thématique, de l’industrie automobile et aéronautique au sport et à la biomécanique en passant par la métallurgie et la mécanique du solide. Le concept frottement – usure est avant tout un problème d’interface, car mise à part quelques cas spéciaux, le processus dépendra beaucoup plus des propriétés des couches superficielles que des propriétés volumiques du corps considéré. Dans de nombreux domaines techniques, tel que la conception des véhicules terrestre, il est important de déterminer de manière de plus enplus fine la qualité, le comportement des métaux et alliages ainsi que le comportement etperformances des surfaces. Afin de répondre à ces besoins croissants, l’étude menée dans cet axe repose sur la conception d’essais expérimentaux et l’identification du mécanisme usure sur deux différents couples de matériaux : matériau 100C6 et un multimatériau élaboré en projetant par arc électrique un dépôt de Molybdène en fil sur des substrats à basede 25CD4, bille en céramique et un plan en Al2O3. Ces essais ont débités à la validation du tribomètre conçu au sein du laboratoire de Génie des Matériaux EMP. Le comportement tribologique des traces d’usure obtenues a été caractérisé en utilisant la microscopie optique qui a mis en évidence uneproduction importante de débris compactés. Mais compte tenu de la faible résolution du microscope optique, il n’est pas possible de l’utiliser pour une observation fine d’objets rugueux de petite taille ; la microscopie électronique à balayage est alors mieux adaptée. Les micrographies obtenues par M.E.B ont montrées les plaques et les particules formants le troisième corps qui influe directement sur le comportement tribologique du système (protection ou dégradation). Les résultats obtenus, sous forme de micrographie ont subis des analyses EDS par EDAX qui nous ont permis de mettre en évidence les éléments constituants les débris d’usure (troisième corps) et leur composition chimiques Voir les détails
Mots clés : tribologie, usure, tribomètre, revêtement, Troisième corps