Mesure de contraintes résiduelles par la méthode du contour
La méthode du contour est une méthode destructive permettant d'obtenir la cartographie des contraintes résiduelles sur la section d'une pièce. Cette méthode permet une approche très différente de la mesure de contrainte en donnant une cartographie complète et pas uniquement une valeur ponctuelle.
Principe de la méthode du contour
A la différence de l'analyse par diffraction des rayons X ou du perçage incrémental qui mesurent la contrainte en un point donné, la méthode du contour donne une information de contraintes sur un plan entier.
La première étape consiste à découper la pièce selon le plan où l'on veut mesurer les contraintes. Cette découpe s'effectue par électro-érosion fil. On obtient ensuite deux surfaces qui se sont déformées selon l’état de contraintes résiduelles pré-existant.
On procède ensuite à une mesure géométrique de la déformation de ces deux surfaces (au moyen d'une machine de mesure tridimensionnelle MMT, par exemple). L'objectif est de mesurer les micro-déformations par rapport au plan de coupe. Les zones sous contraintes résiduelles de compression s'éloignent du plan de découpe (altitude négative) tandis que les contraintes résiduelles de traction produisent une déformation à altitude positive.
Enfin, les altitudes mesurées sont utilisées comme données d'entrée pour une simulation par éléments finis de la demi pièce. On impose des déplacements aux différents points de la surface mesurée et on obtient une cartographie des contraintes longitudinales correspondante à la répartition des contraintes résiduelles qui étaient initialement présentes dans la pièce.
Notre savoir-faire
Bien que la méthode soit assez simple dans son principe, chaque étape est cruciale pour garantir la fiabilité des résultats et une incertitude de mesure correcte. En particulier, pour chaque pièce MELIAD utilise son savoir faire pour:
- La protection de la pièce pendant la découpe
- Le filtre des données de mesure dimensionnelle
- Le choix de la méthode d'interpolation des déformations mesurées
- Le traitement automatisé de ces données
Mise en œuvre de la méthode sur un alésage expansé
Meliad, Capaero et Mat-In-Meca ont mis en œuvre la méthode du contour permettant de mesurer la cartographie des contraintes résiduelles générées dans un alésage expansé à froid. Cette étude montre comment la mesure expérimentale donne une caractérisation efficace des contraintes résiduelles introduites après l’expansion du trou et permet de s’assurer du niveau de mise en compression généré par le procédé. Voici donc les résultats obtenus et le bilan de cette étude présentée lors de la 11e conférence internationale sur les contraintes résiduelles à Nancy. Télécharger le poster
