Etude du retard à l'amorçage et à la propagation d'une fissure de fatigue après perçage d'un trou avec et sans expansion

• Auteur / Autrice : Rachid Ghfiri
• Direction : Gérard Mesmacque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes résiduelles

Déformations (mécanique)

Matériaux -- Fatigue

Matériaux -- Fissuration

Résumé

Ce travail est une investigation experimentale qui se situe dans un contexte industriel de reparation des structures fissurees en utilisant la technique du trou perce en fond de fissure avec et sans expansion. Cette etude a porte sur deux alliages d'aluminium en vue de mettre en evidence le retard lie au reamorcage et a la propagation d'une fissure de fatigue. En effet, le percage d'un trou en fond de fissure conduit a eliminer la singularite par modification geometrique qui diminue la concentration de contrainte. Trois rayons differents ont ete etudies ( = 1 mm, 2. 5 mm et 3 mm). Le nombre de cycles au reamorcage n a, qui est le gain obtenu par cette technique croit quand le rayon du trou augmente. De plus, l'expansion du trou, par deformation plastique du bord (passage d'une bille en acier a travers le trou), permet d'introduire des contraintes residuelles de compression qui reduisent d'une maniere significative les contraintes effectives.

Dans ce travail, trois degres d'expansion ont ete analyses (de = 1. 7%, 3. 4% et 4. 3%). L'expansion du trou ameliore considerablement la duree de vie qui augmente avec le degre d'expansion. Par ailleurs, l'effet du chargement sur le nombre de cycles a l'amorcage est etudie. Ce dernier augmente quand l'amplitude du facteur d'intensite de contrainte diminue. L'analyse des facies de rupture par microscope electronique a balayage montre une zone comprimee au bord du trou et une absence des microfissures. Par contre, loin de cette zone des microfissures orientees dans tous les sens ont ete observees. Une modelisation numerique par elements finis est realisee afin de quantifier les contraintes residuelles de compression ainsi que la zone affectee par l'expansion au bord du trou.