Conception d’une micromachine de traction à chaud sous atmosphère contrôlée

Chuitcheu IV Tchouambe, James William Tcheumanak (2018). Conception d’une micromachine de traction à chaud sous atmosphère contrôlée. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les matériaux utilisés dans les chambres à combustion sont exposés à des températures élevées et à des contraintes significatives qui entrainent une évolution des microstructures et des propriétés mécaniques dans le temps. Il devient donc important de quantifier et d’intégrer ces évolutions microstructurales dans le dimensionnement des pièces de structures. La caractérisation expérimentale de ces matériaux à des échelles fines équivalent à l’ordre de grandeur des gradients de microstructure générés reste délicate, en particulier à haute température. Afin de rendre cette caractérisation faisable, le projet OGFPA financé par le ministère de l’économie, de la science et de l’innovation québécois (PSR-PSIIRI 954-Volet 4) a été mis sur pieds en collaboration avec l’entreprise INTERCOVAMEX et le laboratoire LOFPA ayant pour but, entre autre, de concevoir et fabriquer une machine de traction à chaud sous atmosphère contrôlée pour la réalisation des essais de traction sur les échantillons minces. Le présent travail de maîtrise couvrira par conséquent la problématique suivante : comment déformer en traction un échantillon mince et le chauffer uniformément à haute temperature tout en maîtrisant les conditions d’atmosphères ?

Pour répondre à cette problématique, une analyse fonctionnelle détaillée de la machine a été faite et un schéma de principe de la structure de la machine a été proposé. Un modèle 3D de la machine a été construit à la suite de l’obtention des dimensions réelles de chacune des pieces constituantes de la machine, et des simulations numériques ont permis de valider les calculs analytiques de dimensionnement effectués.

La conception de la machine est validée numériquement. La prochaine étape sera la fabrication de la machine proprement dite afin d’ajuster les points manquants et la rendre fonctionnelle.

Résumé traduit

The materials used in combustion chambers are exposed to high temperatures and significant stresses that cause changes in microstructures and mechanical properties over time. It is therefore important to quantify and integrate these microstructural evolutions in the dimensioning of structural parts. The experimental characterization of these materials at fine scales equivalent to the order of magnitude of the generated microstructural gradients remains delicate, especially at high temperature. In order to make this characterization feasible, the OGFPA project funded by the Quebec Ministry of Economy, Science and Innovation (PSRPSIIRI 954-Part 4) was set up in collaboration with INTERCOVAMEX and the LOFPA laboratory whose goal is, among other things, to design and manufacture a controlled atmosphere hot draft machine for carrying out tensile tests on thin samples. The present mastery work will therefore cover the following problem: how to deform a thin sample in tension and heat it uniformly at high temperature while controlling the atmospheric conditions?

To answer this problem, a detailed functional analysis of the machine was made and a schematic diagram of the structure of the machine was proposed. A 3D model of the machine was constructed after obtaining the actual dimensions of each of the component parts of the machine, and numerical simulations allowed to validate the analytical design calculations performed.

The design of the machine is validated numerically. The next step will be the manufacture of the machine itself in order to adjust the missing points and make it functional.

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 129-131).
Mots-clés libres:	machine de traction, haute température, atmosphère contrôlée, instrumentations à haute température, matériaux à haute température, unité de chauffage, enceinte étanche
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Bocher, Philippe
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	01 févr. 2022 19:16
Dernière modification:	01 févr. 2022 19:16
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2090

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