Thèse soutenue

Etude de l'endommagement du contact multicouche aube/disque sous chargement de fretting : impact des sollicitations variables et de la dimension du contact
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Auteur / Autrice : Christophe Paulin
Direction : Siegfried Fouvry
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Résumé

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Dans le contexte des assemblages mécaniques, et plus particulièrement pour le contact en queue d'aronde alvéolé aube/disque de turbine, la combinaison d'un chargement normal (force centrifuge) et tangentiel (vibrations) se traduit par des sollicitations de fretting dégradant ainsi le bon fonctionnement de la liaison. Du fait d'une problématique industrielle spécifique Snecma utilise, sur une des deux pièces en Ti-6AI-4V, un revêtement mou et rugueux à base de Cu-Ni-In sur lequel est déposé un film de lubrifiant solide polymérisé à base de MoS2. Le but de cette recherche est alors de comprendre et de formaliser les phénomènes d'usure des différents matériaux en contact pour des conditions variables de sollicitations ainsi que d'en évaluer l' effet de la dimension du contact. Premièrement, pour le couple MoS2/lTi-6AI-4V, nous proposons une cartographie de l'endommagement de ce contact, puis, à partir d'un comportement élasto-plastique, l’établissement de la courbe maîtresse de la durée de vie du dépôt. On montre la stabilité de cette approche quelle que soit la dimension du contact et la géométrie de l'indenteur toutefois celle-ci reste sensible au chargement local appliqué au contact ce qui se traduit par la présence d'un régime d'usure sévère. Concernant l’ usure des matériaux métalliques (Cu-Ni-In et Ti-6AI-4V) un concept spécifique de cinétique d'usure qui prend en compte les phénomènes d'adhésion à l’interface de frottement est introduit. Cette propriété est alors validée pour différentes configurations de contact ainsi que pour des sollicitations variables de glissement. Enfin, la validation d'un modèle éléments finis de l'usure par modification de la surface de contact, qui montre une bonne corrélation avec les tests expérimentaux, permet d'ouvrir la voie à la prédiction de l’endommagement du contact complet.