Soutenance de thèse : Florian MERAY

Modélisation 3D de la Propagation de Fissure sous Fatigue de Contact Roulant : Couplage des Méthodes SAM et X-FEM.

Doctorant : Florian MERAY

Laboratoire INSA : LaMCos

Ecole doctorale : ED162 : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique de Lyon

Les phénomènes de fissuration liés à la fatigue de contact roulant sont aujourd'hui identifiés comme la principale source de défaillance des roulements qui composent les systèmes de transmission d'hélicoptères. Pour améliorer la connaissance du comportement des fissures sous sollicitation de contact, une modélisation fine de ces mécanismes complexes 3D de propagation est réalisée dans ce travail. D’abord, un couplage des méthodes SAM (Semi- Analytical Method) et X-FEM (eXtented-Finite Element Method) basé sur une approche descente est proposé pour modéliser efficacement le comportement d'une fissure 3D sous un contact roulant. Les performances de l'approche SAM/X-FEM en termes de précision et de rapidité sont démontrées à travers plusieurs exemples numériques de même que sa robustesse pour traiter la propagation de ce type de fissure. Les développements sont validés en s'appuyant sur des résultats issus de la littérature mais également à l'aide d'une comparaison avec le code de calcul éléments finis industriel SAMCEF couplé à Z-cracks. Ensuite, une application du couplage SAM/X-FEM est proposée. Plus précisément, une analyse numérique basée sur des données expérimentales bi-disques est réalisée. En s’appuyant sur une reconstruction des géométries 3D des fissures à partir d'observations post-mortem des écailles et des faciès de rupture, des modèles SAM/X-FEM représentatifs des essais bi-disques sont définis pour comprendre les mécanismes qui pilotent la propagation des fissures en extrême surface. Finalement, grâce à la fiabilité et la robustesse du couplage SAM/X-FEM, une étude paramétrique exhaustive est effectuée pour examiner l'influence des paramètres du problème sur le comportement des fissures sous contact roulant. Les résultats de cette analyse paramétrique sont utilisés pour décrire qualitativement les mécanismes de fissuration observés sur la flotte.