| Summary: | Au début des années 40, la totalité des travaux de recherche s’intéressaient aux techniques
employées dans le dudgeonnage des assemblages tubes-plaques à tubes. Un peu plus tard,
dans les années 60, les travaux de recherche se sont orientés sur l’étude de la résistance
axiale de ces assemblages. Ce n’est qu’au début des années 70, suite à un nombre important
de défaillance décelée dans plusieurs générateurs de vapeur à travers le monde, que les
travaux de recherche commençaient à s’intéresser aux contraintes résiduelles et aux
mécanismes de dégradation des assemblages tubes-plaques à tubes.
Plusieurs modèles ont été élaborés pour prédire la pression résiduelle de contact produite par
le procédé de dudgeonnage. Cependant, un écart important a été observé entre les résultas de
ces modèles et ceux obtenus par les éléments finis ou mesurés expérimentalement. Bien que
des ajustements aient été apportés par certains chercheurs pour ne citer qu’Allam, M. (1998a)
à l’équation de la pression résiduelle de contact élaborée par Krips, H. (1976), cet écart reste
quant même significatif. Une revue de littérature nous a révélé que les effets de l’écrouissage
des matériaux et de la relaxation des contraintes résiduelles en service n’ont pas été
considérés de façon adéquate dans la phase de la conception des assemblages tubes-plaques à
tubes. Ainsi, une analyse plus exacte tenant compte de tous les paramètres impliqués s’avère
donc nécessaire. Dans le cadre de ce projet de recherche, la prédiction de ces contraintes
résiduelles a été développée.
Un premier modèle a été développé pour prédire la pression résiduelle de contact générée
lors du dudgeonnage. La loi de comportement des matériaux de l’assemblage est supposée
élastique parfaitement plastique (EPP). Ensuite, un deuxième modèle, plus réaliste que le
premier et qui tient compte de l’effet de l’écrouissage des matériaux, simulé par une loi de
comportement supposée bilinéaire (BL), a été adopté à cet effet. En plus, les effets de
l’écrouissage de la plaque pendant la phase de chargement du procédé et le retour plastique
du tube pendant le déchargement, s’il a lieu, ont été pris en considération.
Les résultats montrent que les effets du jeu initial et du module tangent du tube sont très
significatif sur la pression résiduelle de contact tant que le module tangent du tube est pris en
considération. Lorsque ce dernier devient nul, la pression résiduelle de contact devient
insensible au jeu initial. En comparaison avec les modèles des éléments finis, les résultats
semblent en bonne concordance et nettement meilleurs que les autres modèles élaborés
auparavant.
Enfin, un autre nouveau modèle analytique a été développé afin de prédire l’effet du fluage
des matériaux de l’assemblage sur la relaxation des contraintes résiduelles produites lors du
dudgeonnage et son influence sur la pression résiduelle de contact en service. Les résultats de
ce modèle et ceux obtenues par les éléments finis montrent qu’en service, la réduction de la
pression résiduelle de contact par rapport à sa valeur initialement produite par le procédé de
dudgeonnage peut atteindre 16,6% en régime stationnaire et 85,66% en cas d’arrêt après le
régime stationnaire. La bonne concordance des résultats de ce nouveau modèle et ceux des
éléments finis procure une haute confiance sur fiabilité des modèles analytiques développés.
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