Développement d'une méthode de calcul des contraintes résiduelles pour la méthode des contours et mesures expérimentales des contraintes résiduelles de joints soudés en T sous l'influence de bridage

• Main Author: Lévesque, Jean-Benoît
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2010
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/277/1/L%C3%89VESQUE_Jean%2DBeno%C3%AEt.pdf; http://espace.etsmtl.ca/277/2/L%C3%89VESQUE_Jean%2DBeno%C3%AEt%2Dweb.pdf

Ce travail de recherche comporte deux objectifs spécifiques. Dans un premier temps, il est proposé de démontrer l'applicabilité de la méthode des cellules de pression constante (MCP) s'appuyant sur les fonctions d'influence établies par Love à partir des équations de Boussinesq et Cerruti pour le calcul des contraintes résiduelles à l'aide de la méthode des contours. Les motivations quant à l'utilisation de la MCP plutôt que de la méthode des éléments finis (MEF) sont les gains en temps de calcul et la précision des solutions. À cet effet, un algorithme est développé et les solutions qui lui sont attribuables sont vérifiées par la méthode des éléments finis (MEF). Pour des niveaux de précision comparables, la MCP nécessite jusqu'à quatre fois moins d'éléments de calcul que la MEF, et par le fait même peut diminuer proportionnellement le temps de calcul. Le second objectif du programme de recherche est de relier l'intensité de bridage des joints soudés en T au niveau des contraintes résiduelles. Pour y arriver, une campagne d'essais est menée. Chacun des essais est réalisé à l'aide d'un dispositif de bridage permettant d'obtenir une rigidité maximale. L'intensité de bridage est alors contrôlée par l'épaisseur des plaques utilisées. Les plaques sont instrumentées de jauges et de thermocouples tout au long du soudage afin d'enregistrer les déformations et températures inhérentes au procédé. Les contraintes internes des essais sont aussi étudiées par l'entremise de la méthode des contours. L'algorithme précédemment développé est utilisé. Le champ de déplacements est généré par une coupe par électroérosion au centre de chacun des essais et mesuré par profilomètre sans contact. Enfin, une nouvelle approche est proposée afin de calculer adéquatement l'intensité de bridage dans un joint en T. Celle-ci est déterminée à partir des déplacements dominants lors du retrait thermique du métal d'apport. Les différentes approches de calcul du bridage sont utilisées afin de déterminer l'interaction entre l'intensité de bridage et le niveau des contraintes résiduelles. Ces dernières sont mesurées avec les jauges de déformation et calculées par la méthode des contours dans les joints en T.