Modélisation de l’impact du grenaillage sur le comportement et l’endommagement en fatigue de l’Inconel 718

Overview & Synopsis

Le grenaillage est utilisé dans l’industrie aéronautique afin d’améliorer la durée de vie en fatigue de pièces critiques, telles que les disques de turbine. Mettre en place une méthodologie permettant de traduire l’évolution des contraintes résiduelles en service et de prédire leur impact sur la durée de vie en fatigue représente un enjeu majeur afin d’intégrer l’étape de grenaillage dans le dimensionnement des pièces. Le matériau d'étude est l'INCO178. Une première partie du travail s'attache à caractériser les contraintes résiduelles et l'écrouissage induits par grenaillage, en combinant pour ce dernier : la diffraction des rayons X, l'EBSD et la dureté. L’évolution des contraintes résiduelles et de l'écrouissage est ensuite caractérisée expérimentalement après différentes sollicitations. Afin de modéliser la relaxation des contraintes résiduelles, une loi de comportement est mise en place sur la base d’essais réalisés sur le matériau non grenaillé. Enfin, l'impact du grenaillage sur la durée de vie en fatigue est évalué à l’aide d’éprouvettes présentant une concentration de contraintes. Une approche probabiliste apte à rendre compte des effets de volume et de gradient de contrainte est proposée et identifiée à partir d’éprouvettes non grenaillées. L’ensemble de la chaîne de modélisation (introduction des contraintes résiduelles et de l’écrouissage induits par grenaillage, simulation de l’évolution du champ mécanique et application du post traitement de fatigue) est enfin appliquée pour prédire la durée de vie en fatigue d’éprouvettes grenaillées