Évaluation de la tenue en fatigue des joints brasés en alliage de titane Ti-6Al-4V

Laqibi, Zakaria (2017). Évaluation de la tenue en fatigue des joints brasés en alliage de titane Ti-6Al-4V. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’optimisation des coûts de fabrication, du poids et de la consommation énergétique des structures sont au centre des préoccupations des industriels en aérospatial. Dans ce contexte les industriels orientent leurs activités de recherche vers le développement des matériaux et des techniques de fabrication. Parmi les techniques de fabrication en développement figure le brasage en fournaise. C’est une technique de fabrication qui permet d’assembler les matériaux métalliques à l’aide d’un métal d’apport. Cette technique permet d’obtenir plusieurs assemblages en même temps. Les assemblages brasés sont habituellement libres de contraintes résiduelles qui peuvent avoir des effets néfastes en service. Par ailleurs, l’allégement des structures, tout en assurant une bonne performance en service, passe par le choix des matériaux, les alliages de titane constituent un bon choix car ils ont une excellente résistance spécifique.

Dans cette perspective l’industriel en aérospatial Turboméca cherche à développer des assemblages brasés en alliage de titane Ti-6Al-4V, qui seront soumis à des sollicitations dynamiques complexes en service. Or, la compagnie ne possède pas les données nécessaires pour prédire la vie en fatigue de ces assemblages. Une revue de la littérature a révélé un manque de données expérimentales concernant la fatigue des joints brasés en cas de chargement uniaxe et une absence de données en cas de chargements complexes. Ce projet de recherche a permis d’évaluer la tenue en fatigue des joints brasés en alliage de titane TA6V soumis à des chargements complexe à l’aide des simulations numériques en chargement statique et des essais expérimentaux de fatigue combinés avec des critères de fatigue multiaxiale. Au terme de ce travail, il a été démontré par l’application de cette méthodologie qu’un joint brasé en l’occurrence un joint en T obtenu par brasage de deux plaques de Ti-6Al-4V de 1,02 mm d’épaisseur, peut résister à une contrainte locale de 185 MPa.

Titre traduit

Assessement of fatigue resistance of brazed joints of Ti-6Al-4V

Résumé traduit

The optimization of manufacturing costs, weight and energy consumption of structures are at the center of concerns in the aerospace industry. In this context, industry orients their research towards the development of materials and manufacturing techniques. Among developing manufacturing techniques figure the brazing furnace. This is a manufacturing technique to assemble materials by means of a filler metal. This technique provides several assemblies simultaneously. The brazed assemblies are usually free of residual stresses that can have harmful effects on duty. Otherwise, a relief structure is necessary ensuring good performance in service. Based on the choice of materials, titanium alloys are a good choice because they have an excellent specific strength.

In this perspective aerospace manufacturer Turbomeca aims to develop brazed assemblies TA6V titanium alloy, which will be subject to complex dynamic loading. However, for the company does not have the necessary data to predict the fatigue life of the assemblies. A literature review revealed a lack of experimental data on fatigue of brazed joints in case of uniaxial loading and lack of data in case of complex loads. This research project aims to evaluate the fatigue of brazed joints TA6V subjected to complex loads, through numerical simulations on static loading, simple mechanical testing combined with multiaxial fatigue criteria. At the end of this work, it was demonstrated by the application of this methodology that brazed joint, in this case a T-joint obtained by brazing two Ti-6Al-4V sheets of 1.02 mm thick can withstand a local stress of 185 MPa.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 127-132).
Mots-clés libres:	brasage, alliage de titane Ti-6Al-4V, joints brasés, fatigue multiaxiale, modélisation numérique
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Bocher, Philippe
Codirecteur:	Codirecteur Demers, Vincent
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	05 juin 2018 14:00
Dernière modification:	31 oct. 2018 14:52
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1793

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