Étude par diffractométrie X et émission acoustique de l'endommagement par fatigue des alliages d'aluminium à haute résistance grenailles

X ray diffractometry and acoustic emission study of fatigue damage in shot peened high strength aluminium alloys

• Auteur / Autrice : Jean-Pierre Bonnafé
• Direction : Claude Bathias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique appliquée et matériaux
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Industrie spatiale

Industrie aéronautique

Émission acoustique

Rayons X -- Diffraction

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Contraintes (mécanique)

Grenaillage de précontrainte

Alliages -- Fatigue

Aluminium -- Alliages

Résumé

La construction aéronautique et aérospatiale nécessite l'utilisation de matériaux alliant légèreté et hautes caractéristiques mécaniques, aussi bien en sollicitations statiques qu'en sollicitations dynamiques. Dans ce cas, l'étude de comportement en fatigue des matériaux utilisés devient très importante. Les alliages d'aluminium à haute résistance du type 2024 et 7075 répondent bien à ces critères et sont par conséquent employés dans la plupart des cas. De plus, ces alliages sont bien souvent grenaillés dans le but d'améliorer leur tenue à la fatigue. L'objet de cette recherche sera donc d'étudier simultanément les contraintes résiduelles (répartition et évolutions des macrocontraintes et des microdéformations) et la microstructure dans la peau d'éprouvettes en alliages d'aluminium, ceci afin de déterminer leurs influences respectives sur le nombre de cycles à l'amorçage. De cette recherche, on essaiera de dégager l'influence de la répartition des contraintes internes, du type de sollicitations, de la gamme de traitement de surface et par la suite, de faire intervenir un plus grand nombre de paramètres dans l'évaluation de la durée de vie résiduelle de pièces en service.

Aeronautic and aerospace building need to use materials which combine lightness and high mechanical characteristics, under static solicitations as well as under dynamic ones. In this last case, the study of the fatigue behaviour of the material becomes very important. High strength aluminium alloys such as 2024 and 7075 are a good choice and for that, are used very often in such cases. Moreover, these alloys are often shot peened to improve their fatigue strength. The object of this work has been to study simultaneously on one hand residual stresses (distribution and variations of macrostresses and microstrains) and on the other hand the microstructure of the surface of aluminium alloys specimen, in order to determine their respective influence upon the initiation number of cycles. From this research, we tried to show the influence of the internal stress distribution, the solicitation mode, the surface treatment, and afterwards, to take a greater number of parameters into account to estimate more accurately the residual life of machine part.