Comportement cyclique et en fatigue d'un alliage cuivreux injecté sous pression

Cyclic and fatigue behaviour of an industrial high pressure die cast brass

• Auteur / Autrice : Grégory Flégeau
• Direction : Lakhdar Taleb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des matériaux
• Date : Soutenance le 18/09/2013
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de physique des matériaux (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Didier Marquis
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Dufrénoy, Jean-Louis Robert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écrouissage

Alliages -- Fatigue

Élastoplasticité

Alliages cuivre-zinc

Mots clés libres

Laiton biphasé

Injecté sous pression

Courbe cyclique

Contrainte interne

Contrainte effective

Microstructure

Simulation numérique

Dual phase brass

High pressure die cast

Cyclic curve

Internal stress

Effective stress

Microstructure

Numerical simulation

Résumé

Ces travaux de thèse portent sur le comportement élastoplastique et la durée de vie sous chargement cyclique d'un alliage cuivre-zinc injecté sous pression. L'apport essentiel de ces travaux de thèse est la mise en évidence d'un écrouissage isotrope qui s'estompe très rapidement dès la première décharge en plasticité. Une analyse qualitative montre que l'évolution de l'amplitude de contrainte est liée à celle de la contrainte interne. Cette étude est multi-échelles, en effet des observations en microscopie électronique à transmission ont permis d'émettre des hypothèses sur l'origine des phénomènes observés lors des essais mécaniques. Les essais de fatigue ont également montré que la durée de vie du matériau dépend fortement des défauts inhérents au procédé de fabrication. L'utilisation d'un modèle multimécanismes simplifié a permis de modéliser le comportement cyclique du matériau étudié, et de prendre en compte l'évolution quasi instantanée de l'écrouissage isotrope.

These research works deal with the investigation of the cyclique and fatigue behaviour of an industrial high-pressure die cast brass. Mechanical tests highlight relatively important changes of elasticity domain during monotonic loading, mainly due to changes of the internal stress. This study was conducted under different scales of observation. TEM observations enabled hypothesis to explain the ''original'' cyclic behaviour of the alloy. Fatigue tests showed that fatigue life of the material is quite dependent of the presence of defects that may be due to manufacture process. A simplified version of a multi-mechanism model was used to simulate the cyclic behaviour of the study alloy.