Thèse - Caractérisation et modélisation de la relaxation thermomécanique des contraintes résidu[...]

Descriptif mission

Le grenaillage est un procédé de traitement de surface permettant d'introduire des contraintes résiduelles en surface des pièces qui permet de retarder l'amorçage de fissures. Ce procédé est aujourd'hui utilisé en production sur les pièces critiques des turboréacteurs comme les disques ou les arbres. Le bénéfice apporté par le grenaillage en termes de durée de vie en fatigue a clairement été démontré par de précédentes études mais n'est aujourd'hui pas valorisé lors du dimensionnement. Une meilleure compréhension des mécanismes de relaxation des contraintes résiduelles et le développement d'une chaîne de calculs permettant de prédire leur évolution en service est pour cela nécessaire. En effet, la valorisation du bénéfice du grenaillage sur la durée de vie en fatigue nécessite notamment de s'assurer de la pérennité des contraintes résiduelles en service. Ainsi, la valorisation du bénéfice de grenaillage est aujourd'hui un enjeu pour Safran Aircraft Engines. Dans ce contexte, la thèse a pour but de caractériser la relaxation thermique et thermomécanique des contraintes résiduelles induites par grenaillage et proposer une chaîne de calcul permettant de modéliser cette relaxation sur structure afin de la prendre en compte ultérieurement dans le calcul de durée de vie en fatigue.

Responsabilités

• Caractériser l'état de surface induit par le grenaillage en termes de contraintes résiduelles et d'écrouissage induit au moyen d'analyses DRX ou EBSD notamment.
• Étudier le comportement mécanique de l'alliage sain et pré-déformé plastiquement en vue d'étudier le comportement mécanique dans la couche grenaillée. Pour cela, divers essais mécaniques seront réalisés.
• Caractériser le comportement de la couche grenaillée au moyen d'essais mécaniques in-situ sous MEB afin d'identifier le gradient de comportement mécanique à travers la couche grenaillée.
• Évaluer la relaxation thermique et thermomécanique des contraintes résiduelles sous l'effet de différents chargements.
• Développer des modèles analytiques permettant de modéliser la relaxation des contraintes résiduelles.
• Identifier une loi de comportement permettant de prédire la relaxation thermique et thermomécanique des contraintes résiduelles induites par grenaillage.
• Mettre en place une chaîne de calcul par éléments finis permettant d'initialiser les contraintes résiduelles sur une structure complexe et prédire la relaxation thermomécanique sous l'effet d'un chargement complexe.

Profil recherché

Un(e) étudiant(e) de niveau Master (M2, école d'ingénieur) spécialisé(e) dans le domaine de la mécanique de matériaux métalliques. Le candidat devra avoir un attrait pour les travaux expérimentaux représentant une forte composante de ce projet de thèse. Il devra également avoir des compétences en modélisation numérique du comportement mécanique.

Nous valorisons et encourageons les candidatures de personnes en situation de handicap pour nos opportunités d'emploi.