TomoFretting: Analyse 4D en tomographie au rayon X de sollicitation de fretting – TomoFretting

Le fretting, un phénomène de micro-frottement, réduit la durée de vie des composants mécaniques, comme les turbines et contacts électriques. Les modèles actuels de la mécanique du contact sont limités, car ils ne prennent pas en compte les variations locales de pression et de friction à l'interface de contact dues aux non-linéarités. De plus, les observations post-mortem sont limités pour comprendre l’évolution des mécanismes d’usure et de fissuration, et l'utilisation de la tomographie X in situ pour le fretting reste très peu exploitée.
Le projet TomoFretting a pour objectif de surmonter ces limitations en réalisant des essais de fretting in situ avec la tomographie X pour visualiser et en analysant en 4D l’évolution des dommages. La première étape consiste à optimiser la sélection des matériaux et la configuration des essais, afin d’assurer une bonne transmission des rayons X et une distinction claire des interfaces de contact. Un dispositif de fretting spécialement conçu pour la tomographie sera utilisé pour ces essais. Les tests permettront de suivre en temps réel l'usure (formation des débris et mouvement dans l'interface) et la fissuration (amorçage et propagation), en étudiant l'influence des cycles de chargement et des amplitudes de glissement.
En parallèle, la corrélation volumique numérique (DVC) sera utilisée pour mesurer précisément les champs de déformation, malgré des niveaux de contrainte très faibles près de l'interface au travers de correli. Le projet utilisera une approche hybride pour comprendre les essais, combinant maillages Eulerien et Lagrangien, pour simuler les grandes déformations et l'endommagement dans la zone de contact. Ces simulations, réalisées avec les outils Zmat et Zcracks, permettront d’étudier les mécanismes d’usure et de fissuration.
En somme, TomoFretting vise à offrir une compréhension inédite des mécanismes d’endommagement sous fretting grâce à une approche intégrant essais expérimentaux et modélisation avancée.