Simulation microstructurale de la propagation de fissures courtes dans un contact de fretting en TA6V

¹ Centre des Matériaux, MINES ParisTech UMR CNRS 7633, France
henry.proudhon@mines-paristech.fr
² Snecma, Site de Villaroche, 77550 Moissy-Cramayel, France

Reçu : 7 Janvier 2013
Accepté : 21 Mars 2013

Résumé

L’amorçage précoce de fissures de fretting et la micro-propagation qui s’en suit est un phénomène important dans l’industrie aéronautique mais reste encore mal compris. Des critères d’amorçage existent pour estimer la durée de vie correspondante mais ne sont guère performants car ils nécessitent de moyenner les contraintes pour atténuer l’effet des forts gradients sous le contact. En réalité, une grande partie de cette durée de vie est consommée par la propagation d’une petite fissure dans les tous premiers grains. Cette phase, où la microstructure du matériau joue un rôle important (orientation des grains, franchissement des joints de grains par la fissure), n’est en général jamais modélisée. Dans ce travail, on présente un nouveau modèle de propagation destiné à simuler cette phase de propagation à l’issue de laquelle les modèles classiques de propagation (fonctions de poids, MELR) peuvent être utilisés pour prédire la rupture de l’éprouvette. Le modèle utilise massivement la méthode des éléments finis couplée à une loi de comportement de plasticité cristalline. En introduisant explicitement la microstructure et la fissure dans le contact, on est capable d’estimer le nombre de cycles pour propager une fissure de 0 à 150 microns. Ce modèle est aussi très utile pour étudier plus finement des phénomènes tels que le franchissement de la première barrière microstructurale par la fissure sous l’effet du contact cyclique.