Influence des DEfauts de Fonderie sur la Fatigue des Alliages AéRonautiques – IDEFFAAR

L’objectif du projet IDEFFAAR est de construire des outils pour évaluer la nocivité des défauts vis-à-vis de la fatigue dans les alliages d’aluminium moulés. Ce projet est centré sur les applications aéronautiques mais le rôle central du CTIF permettra d’étendre les résultats à d’autres domaines. La complémentarité et l’expertise des partenaires doivent permettre d’apporter des réponses quantitatives à la définition des critères d’acceptation des défauts de fonderie. Par ailleurs des outils de dimensionnement utilisables sur structure vont permettre de réaliser des calculs nécessaires aux bureaux d’études dans le cas de la justification des dérogations (acceptation d’une pièce présentant un défaut plus grand que spécifié dans le cahier des charges). Les partenaires industriels (Fonderie MESSIER, HISPANO SUIZA- groupe SAFRAN et AIRBU)S auront la tâche de valider les outils proposés dans un contexte industriel et sur pièce réelle. Leur implication guidera les choix sur les techniques et outils à développer, ce qui amènera à réaliser des compromis entre pertinence scientifique des paramètres à prendre en compte et utilisation dans les outils de calculs industriels actuellement utilisés par chaque partenaire.

Le projet IDEFFAAR envisage le programme de travail suivant pour lever les verrous scientifiques identifiés sur cette problématique.

- Produire des éprouvettes représentatives des défauts rencontrés sur pièce mais aussi contenant des défauts volontairement accentués et reproductibles (en surface et à cœur) afin de bien définir les critères d’acceptation de ces défauts.

- Etudier les mécanismes d’endommagement 3D par Tomographie X à partir des défauts identifiés. Une attention particulière sera portée sur la compétition entre défaut de surface et défaut interne vis-à-vis des effets d’environnement.

- Etudier l’effet de l’environnement sur la tenue en fatigue à partir des défauts de sorte à déterminer l’environnement représentatif des défauts internes (supposé différent de celui des défauts de surface).

- Déterminer une notion de défaut équivalent vis à vis de la tenue en fatigue. Ce défaut équivalent doit intégrer autant que possible des paramètres physiques pertinents (morphologie et microstructure) mais aussi répondre aux contraintes d’implantation dans une chaîne de calcul en fatigue industrielle.

- Proposer une méthodologie de calcul en fatigue utilisable sur structure et intégrant la notion de défaut équivalent. Cette méthodologie doit reposer sur un traitement analytique en post traitement du calcul de structure réalisé par éléments finis dans le but de permettre une implémentation souple et un temps de calcul réaliste.

- Validation expérimentale de la chaîne complète (fonderie / CND / fatigue) sur un démonstrateur pièce réelle qui sera testé sur banc de fatigue. Le passage au banc de pièces comportant volontairement des défauts va permettre de valider les critères d’acceptation.

- Validation de la méthodologie de calcul proposée dans le cas à chaud (150 °C) sur éprouvette.

- Définition des règles de réparation des pièces après CND par le biais d’une étude de l’influence du CIC et du CIC + réparation soudage TIG sur la tenue en fatigue sur éprouvette.

L’ensemble du projet doit permettre de réaliser des expériences et des simulations de haut niveau scientifique tout en ayant pour objectif une simplification de la physique pour en extraire des données permettant une utilisation réaliste en contexte industriel.