Amélioration de la durée de vie en fatigue d’une plaque perforée

Abstract

--------------------------------------------------------------------------------------------------------resume en arabe-------------------------------------------------------------------------------------------التثقيبأوالتجويف هو عملية القطع المستخدمة في تصنيع ثقوب البرشام.إنسرعة الدوران، وطول وحالة أداةالتثقيب تلعب دورا هاما جدا في تحديد نوعية الثقوب، وسوف تكون هذه الجودة من العوامل المؤثرة في حياة التعب للمواد.من ناحية أخرى، فإن عملية التوسع الباردلثقوب البرشام وهي تقنية تستخدم لتحسين حياة التعب، حيثيتماأودبوسإدخالكرةصلبةبصورةقصرية داخل الثققب ، وبالتاليإحداثإجهاداتكامنة في المنطقةالمحيطةبالثققب، مما يسمحبتأخيرولادة شقوق التعب وإبطاء انتشارها وتحسين مدة الحياة بقدر 7 مرات.من ناحية أخرى، فقد تبين أن الاجهاداتالكامنة التي تولد بعد مرور الدبوس ليست متطابقة على جانبي قطعة الاختبار، فهي أعلى على وجه خروج الدبوس.وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت اختبارات التعب أن شقوق التعب الأولى تولد على وجه المدخل حيث الاجهاداتالكامنة أقل بالمقارنة مع وجه الخروج.من هنا،جاءت فكرةزيادة تحسين عمرالمواد من خلال زيادة مستوى الاجهاداتالكامنة على الوجه الآخر باستخدام عملية التوسع الباردلثقوب البرشامبصورةمزدوجة في اتجاهين متعاكسين. الهدف الرئيسي للعمل التجريبي لهذه الأطروحة هومن ناحية اقتراح نموذج رياضي عن طريق طريقة الخطط التجريبية لتحسين عوامل القطع من أجل الحصول على سطحجيدأملسللثقوب ومن ناحية أخرى اختبار تقنية التوسع المزدوجة الجديدة. النتائج التي تم الحصول عليها تظهرالايجابيالتأثيروالرياضيالنموذجأهميةمدىللتوسع المزدوج على عمرالموادفي التعبحيث سجل تحسن فيمدىالحياة11 مرة. ----------------------------------------------------------------------------------------------------resume en français--------------------------------------------------------------------------------------------Le perçage est le procédé d’usinage utilisé pour la fabrication des trous de rivet, la vitesse de rotation, la longueur et l’état de forêt jouent un rôle très important dans la détermination de la qualité des trous percés, cette qualité sera un facteur déterminant de la durée de vie en fatigue du matériau. D’autre part, le processus de l’expansion à froid des trous de rivet est connu comme une technique utilisé pour l’amélioration de la durée de vie en fatigue, elle consiste à faire forcer une goupille conique surdimensionnée à l’intérieur du trou qui fait plastifier son contour et par suite génération des contraintes résiduelles dans le matériau entourant le trou ce qui permet par la suite de retarder l’amorçage des fissures de fatigue et de ralentir leur propagation et d’améliorer la durée de vie en fatigue, cette amélioration est estimée de 7 fois. D’autre part, il a été constaté que les contraintes résiduelles induites après le passage de la goupille conique ne sont pas identiques sur les deux faces de l’éprouvette, elles sont plus élevées sur la face de sortie de la goupille. En outre, les essais de fatigue ont montré ainsi que les premières fissures de fatigue naissent sur la face d’entrée où les contraintes résiduelles sont moins fortes par rapport à la face de sortie. A partir de là, vient l’idée d’améliorer d’avantage cette durée de vie à travers l’augmentation du niveau des contraintes résiduelles sur la face d’entrée en utilisant un double processus d’expansion du trou dans deux sens opposés. L’objectif principal des travaux expérimentaux de cette thèse est de proposer d’une part un modèle mathématique moyennant la méthode des plans d’expérience optimisant les paramètres de coupe afin d’avoir un bon état de surface des trous percés, d’autre part tester la nouvelle technique de double expansion. Les résultats obtenus montrent l’effet bénéfique de l’optimisation des paramètres de coupe et de processus de double expansion sur la durée de vie en fatigue. Une amélioration de la durée de vie de 11fois a été enregistrée. ------------------------------------------------------------------------------------------------resume en anglais-------------------------------------------------------------------------------------------------Drilling is the machining process used for the manufacture of rivet holes, rotation speed, length and bit condition play a very important role in determining the quality of drilled holes, this quality will be a factor determining the fatigue life of the material.On the other hand, the process of cold expansion of rivet holes is known as a technique used for improving fatigue life, it consists of forcing an oversized taper pin inside the hole. which has its contour laminated and consequently generation of residual stresses in the material surrounding the hole, which subsequently makes it possible to delay the initiation of fatigue cracks and to slow down their propagation and to improve fatigue life time. Improvement is estimated 7 times.On the other hand, it was found that the residual stresses induced after the passage of the taper pin are not identical on both sides of the test; they are higher on the output face of the pin.In addition, the fatigue tests have shown that the first fatigue cracks are born on the entrance face where the residual stresses are less strong compared to the exit face.From there, just the idea of improving advantage of this life through increasing the level of residual stress on the input face using a double hole expansion process in two opposite directions.The main objective of the experimental work of this thesis is to propose on the one hand a mathematical model by means of the method of the experimental plans optimizing the parameters of cut in order to have a good state of surface of the drilled holes, on the other hand test the new double expansion technique.The results obtained show the beneficial effect of optimization of cutting parameters and double expansion process over fatigue life. An improvement in the life of 11 times has been recorded.