Influence combinee des contraintes residuelles et de l'etat de surface sur le comportement monotone et cyclique des materiaux composites a matrice metallique

Influence study of residual stresses and surface roughness on the monotone and cyclic behavior or metal matrix composite

• Auteur / Autrice : CHARLES OMAN NONGA
• Direction : Claude Bathias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Résumé

L'etude de l'etat de surface et de contraintes residuelles, deux des principales caracteristiques qui ont une influence sur la tenue a la fatigue des pieces, est faite de maniere previsionnelle pour les materiaux composites a matrice metallique (cmm). L'etude parametrique du grenaillage a permis de determiner l'influence du choc des billes sur la microstructure superficielle et la rugosite induite dans un composite a matrice metallique. A partir des observations microscopiques et des mesures; de contraintes residuelles, de la profondeur precontrainte et de la rugosite sur les echantillons traites, les intervalles optimaux des differents parametres ont ete fixes. Un modele theorique analytique developpe parallelement, permet de prevoir les contraintes residuelles de grenaille. Une comparaison entre les resultats de ce modele et les experiences, donne une confrontation interessante. Grace aux essais de coupe par fraisage, a l'aide des outils en carbure, les limites des parametres suivants ont ete definies : la vitesse de coupe, la profondeur de passe et l'avance par dent. Quatre groupes d'echantillons (fraises, grenailles, polis, grenailles et polis) obtenus a partir des conditions de fraisage et de grenaillage prealablement definies, ont subi des essais de fatigue en flexion trois point (r=0,1) et des essais de relaxation. Les resultats obtenus montrent que les pieces fraisees et les pieces grenaillees ont des limites d'endurance egales ; par contre, les differences sont observees sur les pieces de reference polies ; ce resultat montre l'influence de l'etat de surface sur la tenue en fatigue des cmm. Les essais de relaxation realises, montrent que les contraintes residuelles introduites dans les cmm evoluent en fonction du nombre de cycles, du niveau et du signe du chargement comme pour le materiau non renforce