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Recherche - Valorisation

Vers la prévision de la rupture de disque de turbomachine : apport de la corrélation d'image numérique

le 1 juillet 2016
13H30

Soutenance thèse de Dominik Lindner, LMT, ENS Cachan, Domaine: Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil

Cette thèse présent une investigation dans la prédiction numérique de l'éclatement des pièces tournantes des turbomachines. La régulation demande que chaque composant du moteur soit testé pour une variation des chargements différents. Parmi ces tests, l'analyse d'intégrité est probablement les plus exigeant. Afin de construire le disque d'une manière efficiente, la connaissance de la vitesse de stabilité ultime, la vitesse d'éclatement, est nécessaire.
Cette étude est basée sur deux axes : a procédure du couplage expérience simulation qui sert à l'identification des paramètres et champs mécaniques, et deuxièmement la prédiction du rupture quasi-statique, qui est indépendant du maillage.
L'alliage titane TA6V et l'alliage nickel Udimet 500 ont été testé. Les donnés expérimentales consistent des images numériques et les niveaux des efforts correspondants. Un code commercielle (ABAQUS) est utilisé dans une approche intégré de la corrélation des images numériques (CIN). Avec cette procédure proposée, des éprouvettes d'une forme complexe peuvent être analysé d'une façon indépendante, sans avoir besoin de faire des autres tests, afin de calibrer les paramètres de la loi constitutive pour que la triaxialité puisse être analysé.
La régularisation impliquée dans cette CIN intégrée permet à l'utilisateur de traiter les imperfections expérimentales comme la fissuration de la peinture et/ou a qualité moindre du moucheté. Pour les matériaux étudiés, différents loi d'écrouissage et critère de contrainte équivalente ont été étudié. Les déformations plastiques ont été presque trois plus grand que celle mesuré lors des tests de traction des éprouvettes lisses dans la littérature.
L'intégration étroite des essaies et simulations a permis l'identification des éléments, qui sont situé très proche à la surface de la rupture à l'instant de la rupture. Cette analyse a permis l'étude des différents critères pour beaucoup des données.
Le deuxième axe de cette thèse considère l'amélioration des prédictions numériques. Des études préliminaires ont été fait, afin d'évaluer les effets des efforts centrifuges, qui agissent dans les disques, sur les techniques, qui permettant d'assure des simulations indépendantes du maillage et le calcul de la rupture quasi-statique avec des algorithmes explicites.
Un modèle dépendant du taux a été étudié afin d'assurer des simulations indépendantes du maillage. Une des résultats principaux est que l'effort centrifuge n'augmente pas la dépendance du maillage d'une façon substantielle.
Afin d'assurer la convergence et la robustesse, algorithmes explicites peuvent être utilisé. Dans ce cas, les techniques d'augmentation de la masse permettent d'augmenter le pas de temps critique. L'interaction avec les efforts centrifuges a été étudié. Les résultats montrent qu'une accélération est possible avec des erreurs, qui sont suffisamment bas. Il est même possible d'accomplir des calculs plus vite que les simulations implicites avec des petits pas de temps.

Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Salle de conférence Pavillon des Jardins

Plan d'accès

Composition du jury

Khemais Saanouni, University of Technology of Troyes, Examinateur
Pierre-Olivier Bouchard, CEMEF - Mines Paristech, Rapporteur
Jean-Charles Passieux, INSA Toulouse, Rapporteur
Francois Hild, ENS Cachan, Examinateur
Olivier Paulien-Camy, Safran Turbomeca, Examinateur
Hervé Chalons, Safran Turbomeca, Examinateur
Olivier Allix, ENS Cachan, Directeur de thèse
Cuong Ha-Minh, ENS Cachan, Co-encadrant


Laboratoire

lmt-cachan

École doctorale EDSP

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