Contribution aux techniques de mesure des contraintes résiduelles des pièces brutes et usinées par diffraction aux neutrons

Lalonde, Jean-François (2009). Contribution aux techniques de mesure des contraintes résiduelles des pièces brutes et usinées par diffraction aux neutrons. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Des études ont démontré que les contraintes résiduelles jouent un rôle important dans la distorsion des composantes usinées. Ce phénomène engendre plusieurs problèmes dans le domaine de l'aéronautique aux niveaux de l'assemblage et du taux de rebuts. Il est donc essentiel de mieux comprendre ce phénomène afin de trouver éventuellement des solutions pour minimiser les impacts.

Ce projet d'étude propose une approche expérimentale afin de valider l'influence des contraintes résiduelles présentes dans le matériau bmt avant l'usinage d'une composante. Il existe maintenant un aluminium dont le procédé de mise en forme a été contrôlé afin de minimiser les contraintes résiduelles. Ce type de matériau a donc permis d'effectuer une étude comparative de l'influence des contraintes présentes avant l'usinage. L'utilisation d'une méthode de mesure non-destmctive de contraintes par faisceaux de neutrons et le mesurage des déformations géométriques par balayage laser sont des méthodes assez nouvelles qui ont également permis de réaliser ce projet.

Les résultats obtenus montrent que le matériau dont les contraintes initiales sont minimales est en mesure de pallier au problème de la distorsion. Ce qui prouve que les contraintes résiduelles présentes dans le matériau bmt sont en partie responsables de la distorsion. Toutes les pièces usinées dans le matériau standard ont subi des déformations tandis que les pièces usinées dans le matériau avec procédé contrôlé ont subi très peu de déformations. Au niveau des causes possibles, il a été observé que la distribution des contraintes, leurs signes, ainsi que leurs intensités peuvent être à l'origine des déformations.

Titre traduit

Contribution to the techniques of measuring residual stresses of raw material and machined parts with the neutron diffraction

Résumé traduit

Studies as showed that residual stresses have a responsibility in the distortion of the machined components. This phenomenon generates several problems on the aeronautics domain, especially on assembly processes and on the rejection rate. It is therefore essential to understand this phenomenon in order to possibly find solutions that can minimize the impacts.

This study therefore proposes an experimental approach in order to validate the influence of the residual stresses present in raw material before the machining of a component. Aluminum whose process of working was controlled to minimize the residual stresses is now available on the market. This type of material thus made it possible to carry out a comparative study on the influence of the constraints present before machining. The use of neutron diffraction, a nondestructive method to measure the constraints and a laser scanning technique to measure the geometrical deformations are rather new methods which also made it possible to perform this project.

The results obtained show that the material whose initial constraints are minimal is able to solve the problem of the distortion. This is a proof that the residual stresses present in rough material are partly responsible for the distortion. All the parts machined in standard material underwent deformations while the parts machined in material with controlled process underwent very few deformations. It was observed that the distribution of the constraints, their signs, and their intensifies can be at the origin of the deformations.

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 en génie mécanique". Bibliogr : f. [169]-176.
Mots-clés libres:	Usinage. Contraintes résiduelles. Neutrons Diffraction. aluminium, balayage, brut, contrainte, deformation, diffraction, distorsion, faisceau, laser, mesure, mince, paroi, piece, technique, usine
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Chatelain, Jean-François
Codirecteur:	Codirecteur Tahan, Souheil-Antoine
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	12 août 2010 20:49
Dernière modification:	12 janv. 2017 00:35
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/62

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