Influence de la précharge sur la tenue statique et fatigue des assemblages boulonnés
Auteur / Autrice : | Taha Benhaddou |
Direction : | Alain Daidié, Pierre Stephan |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie Mécanique, Mécanique des Matériaux |
Date : | Soutenance le 30/09/2015 |
Etablissement(s) : | Toulouse, INSA |
Ecole(s) doctorale(s) : | Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Clément Ader - Institut Clément Ader / ICA |
Jury : | Président / Présidente : Pascal Lafon |
Examinateurs / Examinatrices : Alain Daidié, Pierre Stephan, Clement Chirol, Katia Mocellin | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Alain Boucard, Jean-Louis Robert |
Mots clés
Résumé
La maîtrise de la pré-tension revêt d’une grande importance pour garantir la tenue mécanique des assemblages boulonnés, et ce quel que soit le mode de sollicitations auquel ils sont soumis. En particulier, pour les chargements transverses et sous sollicitations de fatigue, un niveau de pré-tension insuffisant ne permet pas d’exploiter la capacité de transfert d’effort des interfaces entre pièces assemblées. Un niveau de pré-tension très important n’est pas souhaitable non plus, car cela génère des phénomènes de fatigue de contact ou de matage excessif sous tête qui ont un effet néfaste sur la durée de vie des assemblages et des structures aéronautiques. Le serrage contrôlé des fixations permet ainsi de produire et de maintenir un équilibre entre les modes de transfert d’effort, permettant ainsi d’exploiter pleinement leur potentiel et obtenir une tenue optimale de l’assemblage. L’objectif de ce travail est d’apporter une contribution à la compréhension et à l’exploitation des assemblages boulonnés à serrage contrôlé. Une approche hybride a été adoptée afin de démontrer l’effet bénéfique d’une pré-tension contrôlée. La modélisation numérique a permis de comprendre les mécanismes de transfert d’effort et de prédire la tenue mécanique des assemblages aéronautiques de façon satisfaisante. La démarche expérimentale a été exclusivement basée sur des techniques dites de serrages alternatifs. L’objectif est d’avoir une faible incertitude sur la valeur de la précontrainte installée, permettant d’évaluer la performance mécanique des assemblages boulonnés. La tenue en fatigue des assemblages boulonnés, travaillant en matage-cisaillement, est largement améliorée grâce à l’application d’une précontrainte précise. La maîtrise des paramètres intrinsèques au maintien de la force axiale de serrage tel que la nature de l’interface entre pièces assemblées, la rigidité des fixations et la nature de l’ajustement, permet également d’esquisser un potentiel d’optimisation non négligeable des assemblages boulonnés.