Etude de couplage du grenaillage et de l’expansion comme technique de réparation.

Abstract

الملخص (بالعربية) : بعد تمدد الثقب، تولد المنطقة المشوهة إجهادات انضغاطية متبقية، وهذه الضغوط المتبقية ليست متماثلة في اتجاه عمق القطعة بحيث مستوى الضغوط الانضغاطية المتبقية في المدخل أقل من نظيرتها في المخرج. سيؤدي ذلك إلى بدء الشقوق أمام المدخل. الهدف من هذا العمل هو الجمع بين تقنية رمي كريات صغيرة وتقنية تمديد ثقب واعتبارها كتقنية تكميلية لها، والهدف من ذلك هو تحسين الضغوط في وجه المدخل وتجانس إجهاد الضغوط المتبقية في وجهي المدخل والمخرج الثقب من أجل إيقاف أو إبطاء انتشار الشقوق المكتشفة في الهيكل. تم تطوير نماذج العناصر الرقمية ثلاثية الأبعاد لمحاكاة عملية التمدد البارد الكاملة وتقنية رمي كريات الصغيرة بالإضافة إلى اقتران التقنيتين. وبالتالي فإن الهدف هو الحصول على الخرائط الأكثر موثوقية الممكنة للضغوط المتبقية ثلاثية المحاور المتولدة على حافة الثقب ولكن أيضًا البحث عن استراتيجيات تحسين للعملية. وقد أظهر استخدام رمي الكريات الصغيرة كتقنية إصلاح تكميلية لتقنية التوسيع تأثيرها الإيجابي على توزيع حقول الإجهاد المتبقية في واجهة المدخل. بالإضافة إلى ذلك، أتاح التمدد الذي أعقبه رمي بالكريات صغيرة إمكانية تجانس الضغوط المتبقية في الوجهين. ----------------------------------------------Résumé :

Après l’expansion d’un trou la zone déformée génère des contraintes résiduelles de compression, ces contraintes résiduelles ne sont pas uniformes en profondeur de l’épaisseur et le niveau de contraintes résiduelles de compression en face d’entrée est plus faible que celui en face de sortie. Ce qui va provoquer l’amorçage des fissures en face d’entrée. L'objectif de ce travail et le couplage du grenaillage comme technique de réparation complémentaire à la technique de l’expansion dont le but d’améliorer les contraintes dans la face d’entrée et d’homogénéiser les contraintes résiduelles dans les deux faces d’entrée et de sortie, afin d’arrêter ou ralentir la propagation des fissures détectées dans une structure. Des modèles numériques par éléments finis en 3D ont été développés en vue de simuler le procédé complet d’expansion à froid et le grenaillage de précontrainte ainsi que le couplage des deux techniques. Le but étant ainsi d’obtenir les cartographies les plus fiables possibles des contraintes résiduelles triaxiales générées en bord de trou mais aussi de rechercher des stratégies d’optimisations les deux procédés. L’utilisation du grenaillage comme technique de réparation complémentaire à la technique de l’expansion a permis de montrer son effet positif sur la distribution des champs de contraintes résiduelles dans la face d’entrée. Par ailleurs, l’expansion suivie par grenaillage a permis d’homogénéiser les contraintes résiduelles dans les deux faces. ---------------------------------------------- Abstract:

After the expansion of a hole, the deformed zone generates residual compressive stresses, these residual stresses are not uniform in depth of the thickness and the level of residual compressive stresses on the inlet face is lower than that in exit face. Which will cause the crack initiation in inlet face. The objective of this work and the coupling of shot peening as a complementary repair technique to the expansion technique, the aim of which is to improve the stresses in the entry face and to homogenize the residual stresses in the two faces of entry and exit, in order to stop or slow the cracks propagation detected in a structure. 3D finite element models were developed to simulate the complete cold expansion process and shot peening as well as the coupling of the two techniques. The goal is thus to obtain the most reliable maps triaxial residual stress generated hole edge but also to search for the two processes optimization strategies. The use of shot peening as a complementary repair technique to the expansion technique has shown its positive effect on the distribution of residual stress fields in the entry face. In addition, the expansion followed by shot peening made it possible to homogenize the residual stresses in the two faces