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Modèles d’endommagement de fatigue développés à l’Onera afin de prédire la durée de vie de pièces de turbomachines en multiaxial et en anisotherme

Auteurs: 

S. Kruch, P. Kanouté, V. Bonnand (ONERA)

Ce papier présente la méthodologie de calcul développée à l’Onera afin de prévoir la durée de vie de structures aéronautiques soumises à des chargements thermo-mécaniques multiaxiaux. Les étapes nécessaires à cette démarche ont vu leur complexité croître au cours des ans afin de profiter des observations fines au niveau du matériau et des résultats expérimentaux de plus en plus précis.

Diagrammes de Haigh multiaxiaux à partir du modèle d’endommagement incrémental à deux échelles

Auteurs: 

R. Desmorat LMT (ENS Cachan / CNRS / U. Paris Saclay)
A. du Tertre, P. Gaborit (Snecma)

En fatigue à grand nombre de cycles, la plasticité et l’endommagement sont localisés à l’échelle microscopique, une échelle plus petite que le Volume Elémentaire Représentatif (VER), échelle de la mécanique des milieux continus. Un modèle d’endommagement incrémental à deux échelles a été proposé par Lemaitre et ses collègues sur cette base et a été appliqué principalement sur des chargements alternés sans plasticité à l'échelle du VER.

Sur les hétérogénéités de déformation décrites par la plasticité cristalline

Auteurs: 

E.P. Busso (ONERA)

Les champs de déformation plastique à l’intérieur des grains dans les matériaux polycristallins sont généralement très hétérogènes et peuvent être à l’origine de l’amorçage de micro-cavités ou micro-fissures. Un tel phénomène est contrôlé par les caractéristiques microstructurales du matériau comme la texture des grains, leur morphologie, taille, etc.

Développement d'un modèle incrémental pour la prédiction des vitesses de fissuration par fatigue sous sollicitation complexe

Auteurs: 

S. Pommier LMT(ENS Cachan, CNRS, UPSaclay)

Cet article présente un modèle incrémental pour la prédiction des vitesses de fissuration par fatigue sous sollicitation complexe. Cette approche est développée au LMT depuis 2003, en collaboration avec plusieurs partenaires industriels, principalement avec Snecma, Groupe SAFRAN, EDF, AREVA et la SNCF. La première partie de ce document présente le contexte et les objectifs, ainsi que les principales hypothèses sur lesquelles se fonde le modèle.

Modélisation thermodynamique par la méthode CALPHAD et ses applications aux matériaux innovants

Auteurs: 

M. Perrut (ONERA)

Parmi les différentes étapes menant à la prédiction de la durée de vie des pièces industrielles, une semble se situer à part des autres préoccupations de la mécanique numérique : la modélisation thermodynamique et microstructurale. Nous donnons ici une introduction à la méthode CALPHAD, expliquant comment sont modélisées les propriétés thermodynamiques des systèmes multiconstitués.

Fissuration intergranulaire assistée par l’oxydation dans l’alliage 718: Effets de la vitesse de déformation et de la température

Auteurs: 

E. Andrieu (CIRIMAT, ENSIACET/INP)
B. Max (IRT Saint Exupéry)
B. Viguier (CIRIMAT, ENSIACET/INP)

L’alliage 718 est le superalliage le plus utilisé industriellement du fait de ses excellentes propriétés mécaniques, ainsi que de sa tenue à l’oxydation et à la corrosion dans une large gamme de températures et de modes de sollicitation. Néanmoins, cet alliage présente une sensibilité vis-à-vis des phénomènes de corrosion sous contrainte et fissuration assistée par l’oxydation sous contrainte dans les gammes de température de service.

Enjeux associés à la modélisation du comportement et de l'endommagement des superalliages base-Ni monocristallins lors des cycles de certification des turbomachines

Auteurs: 

J.Cormier, F. Mauget (Institut Pprime-ISAE ENSMA)
J-B Le Graverend (ONERA-Institut Pprime-ISAE ENSMA)
C. Moriconi (Turbomeca-SAFRAN)
J. Mendez (Institut Pprime-ISAE ENSMA)

Cet article présente une approche de modélisation (le modèle Polystar) utilisée pour calculer le comportement viscoplastique et la durabilité des aubes et distributeurs de turbines haute pression de turbines à gaz aéronautiques lors de trajets de chargement complexes tels que ceux rencontrés lors des procédures de certification.

La prévision de l’endommagement en fatigue des structures composites du point de vue de l’ONERA

Auteurs: 

M. Kaminski, F. Laurin, J.-F. Maire (ONERA)
C. Rakotoarisoa (Snecma, Safran Group)
E. Hémon (Safran Composites, Safran Group)

L’objectif de ce papier est de présenter l’approche que l’ONERA a adoptée pour la modélisation de l’évolution de l’endommagement en fatigue afin de prévoir la durée de vie de matériaux et structures composites. Cet article est divisé en cinq parties. La première partie explique pourquoi les méthodes de prévision de la fatigue déjà développées et validées pour les matériaux métalliques ne peuvent être directement appliquées pour les matériaux composites.

Stratégies expérimentales et numériques pour la prédiction du comportement macroscopique et de la rupture des matériaux structuraux sous chargements dynamiques

Auteurs: 

E. Deletombe, J. Berthe, D. Delsart, J Fabis, B. Langrand, G. Portemont (ONERA)

Les travaux de recherches présentés ont été réalisés à l’ONERA (Office National d’Etudes et de Recherches Aérospatiales), en collaboration avec de nombreux partenaires académiques et industriels. Leur objectif vise à améliorer la sécurité et la protection des passagers et équipages du transport aérien grâce à l’augmentation de la résistance des structures et la réduction de leur vulnérabilité aux impacts.

Modèles justifiés physiquement pour la plasticité cristalline, Développés par simulation dynamique des dislocations

Auteurs: 

B. Devincre, R. Gatti (ONERA-CNRS)

Cet article justifie pourquoi des simulations mésoscopique de Dynamique des Dislocations (DD) sont de plus en plus utilisées pour réaliser des changements d’échelles en plasticité. Certain progrès techniques récents et importants de ces simulations sont brièvement présentés. A partir du problème classique de la plasticité des métaux CFC, on montre comment les résultats de simulations de DD doivent nous guider pour la modélisation des propriétés mécaniques induites par les microstructures de dislocations.