Modélisation multiéchelle du phénomène de fretting dans le contact aube-disque

Multiscale fretting modelling of a blade-disc contact

• Auteur / Autrice : Thomas Dick
• Direction : Georges Cailletaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité

Mots clés libres

Eléments finis

Plasticité cristalline

Résumé

La liaison entre aube et disque dans la soufflante d’un réacteur d’avion est fortement chargée et autorise en même temps un micro-débattement, si bien qu’elle s’endommage par fretting. Le but de cette étude est la construction d’un modèle de calculs par éléments finis(EF) approprié pour une prédiction des phénomènes de fatigue et d’usure. Des méthodes sont élaborées pour prendre en compte l’évolution du coefficient dte frottement et l’apparition d’un contact composite, la déformation plastique cyclique en particulier en plasticité cristalline, l’amorçage de fissure en utilisant un critère de fatigue HCF, l’usure et la modification de la géométrie du contact associée, la compétition entre fissuration et usure. Dans les calculs EF du contact aube-disque, on montre que l’usure peut se révéler favorable du point de vue de la durée de vie, mais que les redistributions liées à la déformation plastique peuvent avoir l’effet inverse.

Blade-disc fixings in the fan of aeroplane turbo-engines are highly loaded form-closed connections that allow micrometer size relative movement (fretting). The encountered damage mechanics are wear and cracking. The goal of this work is the construction of a finite element (FE) model that is suitable for an accurate prediction of fretting damage. Methods are elaborated account for the change of the friction coefficient and comopsite contacting surfaces, cyclic plastic material deformation using von Mises and crystal plasticity material models, crack initiation using an HCF criterion, wear and related contact geometry change unsing the dissipated energy approach and wear fissuration interaction into account. In FE compulations with the blade-disc fixing including geometry change by wear and von Mises plasticity, wear increases fatigue life ; cyclic plastic deformation can have the opposite effect.