Etude numérique de l'effet de l'expansion à froid sur la distribution des contraintes résiduelles f-h

Job Description

L'expansion du trou à froid est une procédure qui consiste à déformer plastiquement une zone à concentration de contraintes, comme les trous de bride de liaison de disque de compresseur basse pression et turbine haute pression des moteurs d'avion, par le passage d'un mandrin à travers un trou. La zone déformée génère des contraintes résiduelles de compression au bord du trou. Cette méthode est également considérée comme un processus mécanique utilisé pour améliorer la durée de vie de ces zones critiques qui retardera l'apparition et la propagation de fissures de fatigue. Ce stage s'inscrit dans cette dynamique d'innovation. Il consiste à étudier les contraintes résiduelles, souvent présentes dans les composants métalliques après des processus de fabrication comme l'expansion à froid. Ces contraintes peuvent influencer significativement la propagation des fissures, un phénomène critique pour la durabilité et la sécurité des moteurs. L'objectif du travail proposé sera de développer une compréhension approfondie de ces interactions et de proposer des méthodes numériques pour mieux prédire et gérer la propagation des fissures en trois dimensions dans un champ de contraintes résiduelles.

Complementary Description

L'étude entre dans le cadre de l'application du chargement thermomécanique ou l'on introduit une expansion à froid dans des éprouvettes technologiques représentatives de zones critiques comme les trous de brides de disque de compresseur basse pression et haute pression des moteurs d'avion qui produit des déformations plastiques conduisant à un champ de contraintes résiduelles et leur l'effet sur la propagation de fissure de fatigue. Le cheminement méthodologique du travail proposé s'articulera autour de trois parties. La première, nous analyseront les résultats de génération des contraintes résiduelles en fonction des températures et du taux de charge dans le but de pouvoir réaliser des calculs de durée de vie en propagation de fissure tridimensionnelle dans ce contexte précis. La seconde sera l'analyse de la durée de vie en propagation de fissures tridimensionnelles ainsi que les contraintes résiduelles induits par le procéder d'expansion à froid puis la relaxation de ces contraintes suivi d'un chargement de fatigue à chaud. Il s'agit donc modéliser et de simuler le comportement thermomécanique cyclique d'une structure fissurée en analysant l'influence d'un champ de contraintes ou de déformations initiales, présent en volume, et de son évolution sur la propagation de fissures. La troisième partie une corrélation calculs essais en propagation de fissures de fatigue dans les zones à concentration de contraintes sera réalisée.

Job Requirements

De bonnes connaissances en mécanique des matériaux et des structures sont nécessaires.

Des connaissances en simulation numérique par éléments finis (e.g., Ansys, Abaqus) et en analyse numérique ainsi que des notions de langage de programmation (e.g., Python, Matlab) seraient un plus.

Autonomie, rigueur, curiosité et force de proposition sont également requises.

Specificity of the job

Centre des Matériaux de l'école de Mines à Cobeil, Safran Aircraft Engines à Corbeil, Onera à Chatillon et Transvalor Le Plessis Robinsson
Sites Safran Corbeil