Transformations tribologiques de surface : une approche thermo-mécanique
Auteur / Autrice : | Grégory Antoni |
Direction : | Frédéric Lebon, Thierry Desoyer |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique des solides |
Date : | Soutenance en 2010 |
Etablissement(s) : | Aix-Marseille 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille) |
Partenaire(s) de recherche : | autre partenaire : Université de Provence. Section sciences |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Lorsqu'un solide subit des sollicitations tribologiques, des modifications structurales peuvent se produire en surface mais aussi dans le volume - au voisinage proche de la surface sollicitée -, qui correspondent pour certains matériaux, notamment pour les métaux, à des transformations de phase solide/solide. Depuis un certain nombre d'années, ces phénomènes appelés Transformations Tribologiques de Surface (TTS) sont apparus sur certains types de rails pour voies ferrées, et, plus précisément, en ligne droite sur la bande de roulement. Ces transformations se présentent sous la forme de phases blanches -"White layers"- et correspondent à des transformations de phase de type ferrite/martensite. Afin de rendre compte de ces TTS, nous proposons une formulation thermodynamique s'inscrivant dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles dont le cadre d'écriture se réduit à la définition d'un potentiel d'état - pour les aspects réversibles - et d'une surface seuil - pour les aspects irréversibles - thermodynamiquement et physiquement admissibles. A partir de cette formulation , trois modèles thermodynamiquement admissibles s'inspirant des travaux antérieurs sur la plasticité "TRlP"(TRansformation Induced Plasticity) sont proposés. L'intégration numérique des équations constitutives de ces modèles est faite par une méthode de type Retour Radial (Retum Mapping Aigorithm) dans le code d'éléments finis Aster (R&DIEDF). Quelques résultats numériques sont exposés afin d'illustrer les performances des trois modèles quant à décrire ces transformations de phases solidesolide.