Modélisation des effets de DEFauts et d’Intégrité de SURface sur la tenue en Fatigue dans les composants forgés – DEFISURF

"A l’heure actuelle, la phase de conception de la gamme de mise en forme, et celle de dimensionnement de pièces industrielles sont souvent dissociées. Le dimensionnement de ces pièces en service ne prend pas en compte l’histoire thermomécanique et microstructurale des matériaux les constituant. Cela conduit notamment à une estimation trop approximative de leur résistance en condition d’utilisation ou à l’utilisation de coefficients de sécurité importants. Parfois, plusieurs itérations entre les services chargés de la conception et du dimensionnement sont nécessaires avant d’aboutir à la phase de production des pièces. Une communication étroite entre ces différents services permettrait d’améliorer la productivité ainsi que la qualité des pièces finales.

Les codes de simulation numérique des procédés de mise en forme permettent depuis peu de déterminer les propriétés mécaniques d’une pièce après mise en forme, mais également la microstructure du matériau en fonction des conditions thermomécaniques de mise en œuvre.
Les modèles de fatigue (régime oligocyclique ou endurance, sollicitations multiaxiales), et par conséquent les codes de dimensionnement, n’intègrent pas encore toutes ces informations comme données d’entrée. A présent, il faut identifier et paramétrer les caractéristiques microstructurales et mécaniques critiques induites par la mise en forme qui doivent être prises en compte dans ces modèles de dimensionnement améliorés. Cette intégration permettra donc d’accroître la prédictivité de ces modèles, et de prendre en compte la phase de mise en œuvre comme étape préalable au dimensionnement d’une pièce industrielle.

Le but du projet DEFISURF est d’intégrer, dès la phase de mise en forme, les effets des défauts et des hétérogénéités microstructurales de surface dans le dimensionnement des pièces industrielles forgées de façon à mieux maîtriser et mieux prédire leur tenue mécanique en service.
Plus exactement, il est question d'analyser et de modéliser l'influence de l'état de surface (microgéométrie, microstructure, état de contrainte résiduelle), mais aussi de l'acier de base, sur la tenue en fatigue des pièces de forge et ceci dans le but d'augmenter la tenue en service de composants mécaniques fortement sollicités."