Academic literature on the topic 'Acier à roulement'

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Journal articles on the topic "Acier à roulement"

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Fayeulle, S., D. Treheux, and N. Moncoffre. "Microstructure et frottement d’un acier à roulement implanté d’ions azote." Journal de Chimie Physique 84 (1987): 335–40. http://dx.doi.org/10.1051/jcp/1987840335.

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Binot, N., J. Durr, A. Viville, J. Lopitaux, and C. Robin. "Utilisation des rayons X pour la mise au point d'un traitement thermochimique d'un acier à roulement." Le Journal de Physique IV 08, PR5 (October 1998): Pr5–147—Pr5–152. http://dx.doi.org/10.1051/jp4:1998519.

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Saleil, Jean, and Jean Le Coze. "La coulée continue des aciers. Un exemple de développement technique où l’étroite coopération entre métallurgistes, constructeurs et exploitants a été d’une grande fécondité." Matériaux & Techniques 106, no. 5 (2018): 505. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/2018046.

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Abstract:
Les processus de solidification à l’œuvre dans les diverses zones de la machine de coulée sont décrits avec leurs conséquences sur la qualité interne du produit. Les principaux moyens additionnels pour améliorer cette qualité sont passés en revue : brassage électromagnétique, réduction en ligne. Les problèmes posés par la coulée des produits de forte section sont examinés. Les comportements spécifiques à la solidification de certaines familles d’acier sont décrits : acier bas carbone pour produits plats minces, aciers inoxydables, aciers à haut carbone pour roulements.
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4

Boving, H. J., H. E. Hintermann, and W. Hënni. "Roulements à billes en acier avec des revêtements céramiques." Revue de Métallurgie 86, no. 12 (December 1989): 1023–28. http://dx.doi.org/10.1051/metal/198986121023.

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5

Monnot, J., J. Y. Cogne, and B. Héritier. "Propreté inclusionnaire et tenue en fatigue des aciers pour roulement." Revue de Métallurgie 83, no. 10 (October 1986): 761–70. http://dx.doi.org/10.1051/metal/198683100761.

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Dissertations / Theses on the topic "Acier à roulement"

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Tonicello, Emmanuel. "Etude et modélisation de la fatigue de contact en présence d’indentation dans le cas de roulements tout acier et hybrides." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0047/document.

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Abstract:
Le 32CrMoV13 nitruré est un matériau à gradient de propriétés utilisé pour la réalisation de bagues de roulements aéronautiques. Il présente l’avantage d’être dur en surface et ductile à cœur, facilitant ainsi la lutte contre les effets de la pollution des contacts par les lubrifiants. De plus, afin d’améliorer les performances des roulements, la tendance est à l’utilisation de céramique (nitrure de silicium Si3N4) pour les éléments roulants à la place de l’acier (M50). Ainsi, le travail de thèse proposé ici est l’étude du comportement en fatigue de contact en présence d’indentations pour deux couples de matériaux (32CrMoV13 nitruré / M50 et 32CrMoV13 nitruré / Si3N4). Ce comportement est principalement orienté en terme de durée de vie du contact indenté par l’intermédiaire d’un critère d’amorçage de fissures. Une étude des propriétés mécaniques du 32CrMoV13 nitruré, nécessaires à l’application du critère, a été réalisée. La loi d’écrouissage et l’ouverture micro-plastique cyclique de la couche nitrurée du 32CrMoV13 nitruré ont été identifiées. Puis, par l’intermédiaire de défauts géométrique de type trous cylindriques, les propriétés d’amorçage de fissures ont été étudiées lors d’essais de compression uniaxiale. Le comportement en fatigue de contact en présence d’indentations a été étudié sur machine bi-disques. Ces essais ont permis de caractériser la différence de comportement du 32CrMoV13 nitruré, et indenté, dans un contact acier / acier et acier / céramique. L’effet du glissement a notamment été mis en évidence. Ces études expérimentales ont été couplées avec des simulations numériques afin d’étalonner le modèle physique d’amorçage de fissures et d’en valider sa bonne représentativité. En conclusion un modèle de prédiction de durée de vie en fatigue de roulement a été proposé. Il est particulièrement adapté aux cas où des contraintes résiduelles sont présentes, par exemple suite à l’indentation des surfaces. Le modèle s’appuie sur la caractérisation mécanique des couches traitées thermo-chimiquement de l’acier 32CrMoV13 nitruré
The nitrided 32CrMoV13 steel is a gradient properties material used for the production of aeronautical bearing rings. The principal advantages are its surface hardness and core ductility, useful against debris denting. Moreover, to improve rolling bearing performances, ceramic balls (silicon nitride Si3N4) instead of steel (M50). The present study aims to investigate the contact fatigue performance in presence of indentation for two pairs of materials (nitrided 32CrMoV13 steel / M50 and nitrided 32CrMoV13 steel / Si3N4). This performance is mainly oriented in terms of lifetime of the indented contact by a crack initiation criterion. A study of the mechanicals properties of the nitrided 32CrMoV13 steel, required for the application of the criterion, is then performed. It allows to characterize the hardening law and the cyclic micro-plastic behavior of the nitrided layer of the nitrided 32CrMoV13 steel. Crack initiation properties of the nitrided surface layer have been evaluated by compression tests on thin hollow cylindrical specimens with small cylindrical holes. The contact fatigue behavior in presence of indentations was studied on a high-speed twin-disks machine. These tests allowed to characterize the difference in behavior of nitrided 32CrMoV13 steel (indented) in a steel-to-steel contact or steel-to-ceramic contact. The major effect of sliding has been highlighted. All these experimental studies were coupled with numerical simulations to calibrate the physical model of crack initiation and to show its capabilities. In conclusion a new model of rolling contact fatigue life has been proposed. It is specifically adapted to operation in presence of residual stresses such as resulting from debris denting. The model uses mechanical properties that have been identified for thermo-chemically treated layers of nitrided 32CrMoV13 steel
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Tonicello, Emmanuel. "Etude et modélisation de la fatigue de contact en présence d'indentation dans le cas de roulements tout acier et hybrides." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00749925.

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Abstract:
Le 32CrMoV13 nitruré est un matériau à gradient de propriétés utilisé pour la réalisation de bagues de roulements aéronautiques. Il présente l'avantage d'être dur en surface et ductile à cœur, facilitant ainsi la lutte contre les effets de la pollution des contacts par les lubrifiants. De plus, afin d'améliorer les performances des roulements, la tendance est à l'utilisation de céramique (nitrure de silicium Si3N4) pour les éléments roulants à la place de l'acier (M50). Ainsi, le travail de thèse proposé ici est l'étude du comportement en fatigue de contact en présence d'indentations pour deux couples de matériaux (32CrMoV13 nitruré / M50 et 32CrMoV13 nitruré / Si3N4). Ce comportement est principalement orienté en terme de durée de vie du contact indenté par l'intermédiaire d'un critère d'amorçage de fissures. Une étude des propriétés mécaniques du 32CrMoV13 nitruré, nécessaires à l'application du critère, a été réalisée. La loi d'écrouissage et l'ouverture micro-plastique cyclique de la couche nitrurée du 32CrMoV13 nitruré ont été identifiées. Puis, par l'intermédiaire de défauts géométrique de type trous cylindriques, les propriétés d'amorçage de fissures ont été étudiées lors d'essais de compression uniaxiale. Le comportement en fatigue de contact en présence d'indentations a été étudié sur machine bi-disques. Ces essais ont permis de caractériser la différence de comportement du 32CrMoV13 nitruré, et indenté, dans un contact acier / acier et acier / céramique. L'effet du glissement a notamment été mis en évidence. Ces études expérimentales ont été couplées avec des simulations numériques afin d'étalonner le modèle physique d'amorçage de fissures et d'en valider sa bonne représentativité. En conclusion un modèle de prédiction de durée de vie en fatigue de roulement a été proposé. Il est particulièrement adapté aux cas où des contraintes résiduelles sont présentes, par exemple suite à l'indentation des surfaces. Le modèle s'appuie sur la caractérisation mécanique des couches traitées thermo-chimiquement de l'acier 32CrMoV13 nitruré.
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Gaussens, Clélia. "Solutions adhésives et durabilité d'une liaison structurale d'un capteur céramique sur un roulement acier." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0112/document.

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Abstract:
L'application industrielle (non développée pour des raisons de confidentialité) concerne un assemblage céramique/acier. Cette thèse s’inscrit dans un programme Européen et vise à développer un assemblage industriel fiable entre des substrats céramique et acier par le biais d’un adhésif structural. L’assemblage doit assurer une transmission des efforts sur une large gamme de température et malgré un environnement sévère. La méthodologie de travail a consisté à définir l’impact des paramètres des formulations d’adhésifs sur les propriétés initiales et la durabilité des assemblages. L’étude des paramètres que sont les motifs chimiques de la résine époxy, la nature du durcisseur et la présence de charges a permis de sélectionner les formulations à base de DGEBA (diglycidylether du bisphénol A) et Novolaque seules ou mélangées. La détermination de leurs propriétés a mis en évidence des comportements différents en termes de transition vitreuse, de temps de réticulation, de viscosité et d’adhérence. Les systèmes montrent des modifications chimiques irréversibles communes (IRTF) mais des comportements physiques différents (analyse thermomécanique, MEB, flexion, calorimétrie) ainsi que des modes de sorption différents (gravimétrie, TGA) en vieillissement. Les tests d’adhérence (couronne et flexion trois points) développés afin de caractériser la tenue des interfaces montrent une durabilité supérieure des systèmes mixtes en comparaison à la formulation DGEBA. Une étude par CND montre la conservation de l’intégrité de l’assemblage céramique/adhésif/acier en présence de facteurs à risque que sont les contraintes résiduelles, le vieillissement hygrothermique et le choc thermique
The industrial application (under a confidential clause) concerns a ceramic/steel assembly. This PhD research take part in a European programme and is concerned with providing a reliable industrial bonding between ceramic and steel using structural adhesive.This assembly should ensure the total transmission of the efforts on a broad range of temperatures and in a hard life requirements. The methodology consists in the definition of formulations parameters impact on the initial properties and the durability of the assemblies. The study of the parameters which are the macromolecular chain of the epoxy resin, the nature of the hardener and filler addition have lead to the selection of formulations containing DGEBA (diglycidylether of the bisphenol A) and Novolaque alone or melted. The determination of their properties highlights different behaviors in terms of glassy transition temperature, curing process, viscosity and adherence. The characterization of the formulations during hydrothermal ageing shows common non reversible chemical modifications (IRTF) but different physical behaviors (thermomechanical analysis, SEM, flexion, calorimetry) and water sorption modes (Gravimetry, TGA). The adherence tests (crown test and three point flexure test) developed in order to characterize the interfaces behavior show higher durability of the melted systems comparing to the DGEBA formulation. A non destructive test study highlights the conservation ceramic/adhesive /steel assembly’s integrity submitted to harmful conditions as residual stresses, hydrothermal ageing and thermal shock
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AUDRAIN, VALERIE, and Geneviève Inglebert. "Fatigue de contact d'un acier a roulement - z100cd17 - a temperature ambiante et cryotechnique. Etude experimentale et modelisation." Paris, ENSAM, 1992. http://www.theses.fr/1992ENAMA024.

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Abstract:
Cette etude presente sous un double aspect: mecanique et metallurgique, une analyse de l'influence de la microstructure et des contraintes internes sur la resistance a l'endommagement par fatigue des roulements. Ces organes de guidage sont soumis, en service, a un systeme de sollicitations complexe qui permet difficilement de connaitre l'influence sur la degradation du materiau, des parametres propres au contact. Dans le domaine cryotechnique, le fonctionnement en serie limitee n'autorise pas une etude statistique classique. Une approche par calcul sur la structure et une experimentation sur contacts elementaires a donc ete retenue. Notre recherche s'est orientee vers l'etude de deux contacts: bille/plan et bille/bague. Le comportement en fatigue et de l'evolution microstructurale de l'acier ont ete etudies sur vibrophore amsler a partir d'une sollicitation sous efforts ondules de compression, a temperature ambiante et cryotechnique. Les resultats experimentaux ont permis de valider un modele de calcul par elements finis utilisant une loi de comportement elastoplastique du materiau avec un ecrouissage cinematique lineaire. La confrontation des deformees experimentales et theoriques a permis d'affiner les caracteristiques mecaniques du materiau: limite d'elasticite et coefficient d'ecrouissage. Ainsi, le calcul elastoplastique rend compte de l'evolution des contraintes residuelles au sein de la structure; l'estimation de la duree de vie est realisee a partir de la definition des constantes d'un critere de fatigue triaxial: critere de crossland.
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El, Ghazal Hayat. "Etude des propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure : application à la prévision de leur limite d'endurance en fatigue de roulement." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0043.

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Abstract:
Nous avons étudié les profils de propriétés microstructurales et mécaniques des aciers 16NiCrMo13 cémenté et 32CrMoV13 nitrure. L'acier cémenté présente une structure martensitique, alors que le matériau nitrure est à l'état ferritique durci par de très fins précipités dont les propriétés ont été étudiées au MET. Pour déterminer le profil de propriétés microplastiques, nous avons développé, à l'aide de simulation par éléments finis, une méthode originale d'identification de la loi d'écrouissage basée sur des essais de nano-indentation. L'étude de l'endommagement en fatigue de roulement en conditions élasto-hydrodynamiques, montre que celui-ci se développe au voisinage des carbures apparaissant au cours de la cémentation dans le 16NiCrMoV13 nitrure, l'endommagement n'apparaît que pour des pressions de contact très élevées. Il débute au sein de la zone la plus sollicitée en sous-couche, qui subit une évolution microstructurale en cours de fatigue. Enfin, nous avons calculé la borne inférieure de la limite d'endurance de ces matériaux, à partir des mécanismes d'endommagement observés. Cette détermination est basée sur la comparaison entre le profil de la scission de friction, contrôlant le mouvement des dislocations, et le profil de la cission de Tresca locale résultant de la pression de contact calculée en prenant en compte, dans le cas des aciers cémentés, la présence de carbures
The microstructural and mechanical properties profiles of 16NICR. MOl3 carburized and 32CrMoV13 nitrided steels have been studied. The carburised steel exhibits a martensitic structure whereas the nitrided steel is ferritic and hardened by thin precipitates which properties have been studied by T. E. M. . To characterise microplasticity properties profiles, we have developed, by means of finite elements calculations, an original method to identify the work hardening law from nano-indentation tests. A study of rolling contact fatigue behaviour of these steels, under elasto-hydrodynamic conditions, shows that, for the carburised steel, damage starts from carbides formed during the carburizing process. For the nitrided steel, damage has only been observed for very high contact pressures. It devewps within the most stressed area under the surface, which undergoes a microstructural evolution during fatigue. Finally, we have calculated a wwer bound of the fatigue limit of these materials from damage mechanisms that have been observed. These calculations are based on the comparison between the friction limit profiles, controlling dislocations movements, and the Tresca shear stress profile resulting from contact pressure and taking into account the carbides influence in the case of carburised steels
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Nicot, Christophe. "Etude des mécanismes d'endommagement d'aciers a roulement sollicites en fatigue : effet de défauts de surface simulant des conditions de lubrification polluée et rôle du traitement thermique." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0023.

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Abstract:
Ce travail constitue l'un des éléments d'un projet global qui vise à définir une nouvelle méthode de calcul de la durée de vie des roulements. Il porte sur l'étude des mécanismes d'endommagement d'aciers à roulement, sollicites en fatigue, avec des conditions reproduisant celles de la lubrification polluée, et concerne plus particulièrement la phase d'amorçage d'une fissure. Une étude bibliographique nous a permis de poser le problème et de montrer en particulier l'importance du traitement thermique, et donc de la microstructure, vis à vis de ce type de sollicitation. Il apparaît en effet dans ces conditions que le taux d'austénite résiduelle doit être important et la dureté suffisante. Nous présentons alors les techniques expérimentales et la méthodologie d'analyse. Puis nous montrons que l'utilisation de cycles de trempe à palier(s) permet d'obtenir sans modifier les conditions d'austénitisation à la fois une dureté et un taux d'austénite résiduelle élevés, dont la stabilité thermomécanique est alors améliorée. Nous donnons une interprétation thermodynamique de ces résultats basée sur des observations en microscopie électronique en transmission met. Nous présentons ensuite un essai de fatigue simple, pour lequel l'état de contrainte est très proche de celui obtenu pour un chargement de hertz, et ou l'effet de la pollution est simule par une indentation. Cet essai nous a permis d'étudier l'influence de la microstructure obtenue pour différents traitements thermiques et différents aciers à roulement, sur le comportement en fatigue. Enfin, nous analysons les résultats des essais de fatigue simulant le fonctionnement en condition de lubrification polluée à l'aide d'un modèle disponible au laboratoire, base sur les concepts de la métallurgie physique. Pour cela nous calculons les contraintes engendrées par la présence d'une indentation de type Vickers, en utilisant la méthode des éléments finis (concentrations de contraintes), les concepts de la métallurgie physique (contraintes résiduelles) et le concept de l'inclusion équivalente d'Eshelby. Nous retrouvons avec un très bon accord les résultats expérimentaux
This work constitutes one part of a more global project which is aimed at defining a new bearing life calculation method. We have studied the damage mechanisms of bearing steels cyclically stressed in contaminated lubricant simulating conditions. More precisely, we have examined crack initiation mechanisms. Firstly, a bibliographical study allows us to pose the problem and to show the importance of heat treatment, and therefore microstructure, towards this kind of solicitation. The percentage of retained austenite must be higher with a correct hardness. Secondly, we present experimental engeneering and our method of analysis. Theo, we show how interrupted quench cycles allow us, without autenisation conditions modification, to obtain in the same time, sufficient hardness and high percentage of retained austenite, which is also more thermo-mechanically stable. We have a thermodynamic interpretation of the whole part of our results based on TEM observations. Then, we have perfected a very simple fatigue test in which lubricant contamination effect is simulated by an indentation. This kind of test allows us to study the influence of microstructure obtained for different heat treatment and steel compositions, on crack initiation resistance. Finally, we have analysed fatigue test results with the assistance of a model available in the laboratory, based on the concept of physical metallurgy. To this end. We have developed a calculation method of stresses based on the FEM method (stress concentrations), dislocation approach (residual stresses) and ESHELBY concept (deformation incompatibilities)
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Rocher, Sylvie. "Contribution à l'analyse et à la modélisation de la propagation des fissures courtes dans l'acier 100Cr6 soumis à la fatigue de roulement." Lyon, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAL0065.

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Abstract:
Cette thèse s'insère dans un projet de calcul de la durée de vie des roulements prenant en compte les caractéristiques microstructurales du matériau. La présente contribution concerne l'étude de la première phase de propagation des fissures de sous-couche, amorcées au sein des papillons de phase blanche formes autour des inclusions, par fatigue de contact. Après quelques rappels sur la problématique de la fissuration, nous montrons qu'une approche type métallurgie physique est bien adaptée à l'étude de la propagation des fissures courtes précédemment décrites. Par des essais de compression appropries, nous avons tout d'abord étudie le comportement plastique de l'acier 100Cr6 et montre le rôle de l'activation thermique dans la déformation de ce matériau. De plus, nous avons déterminé le volume d'activation du mécanisme de dislocation responsable de cette déformation, et ce malgré l'existence d'un phénomène de vieillissement dynamique probablement dû à la mobilité des atomes de carbone dans la matrice martensitique. Ensuite, par des essais de fatigue de contact associes à des examens par cartographie ultrasonore, nous avons pu détecter l'apparition de l'endommagement en sous-couche et montrer que les fissures courtes, objets de cette étude, présentent une première phase de propagation très lente. Nous avons alors développé un modèle de propagation de fissures courtes, sollicitées en mode ii, fonde sur l'émission de dislocations coins en front de fissure, dont l'originalité repose sur le fait qu'il prend en compte l'activation thermique du mouvement des dislocations. Après avoir étudié les propriétés de ce modèle, nous l'avons applique au cas de l'acier 100Cr6: nous avons ainsi montre que les fissures courtes observées présentent bien une première phase de propagation très lente.
This thesis constitutes part of a more global project on bearing life calculation which takes into account microstructural characteristics of the material. This contribution concerns the study of the first stage of subsurface crack propagation. These cracks are initiated in structural changes called butterflies, and formed around inclusions, by contact-fatigue. After some revisions on the subject, we show that a physical metallurgy based approach is well-suited to the study of the propagation of the short cracks mentioned above. By appropriate compressive tests, we first studied the plastic behaviour of the 100Cr6 steel and showed the effect of thermal activation on the material deformation. Furthermore, we have determined the activation volume of the dislocation mechanism responsible for this deformation, despite the existence of a dynamic strain ageing phenomena probably due to the mobility of carbon atoms in martensitic matrix. Then, by contact fatigue tests associated with ultrasonic investigations, we were able to detect the initiation of damage, under the contact surface, and show that short cracks, studied in this work, have a first stage of slow propagation. So, we have developed a model for short crack propagation, under mode II loading conditions, based on the emission of edge dislocations by the crack at its tip. The originality of the model is that it takes into account the thermal activation of the dislocation movement. After a study of the model's properties, we have applied it to the 100Cr6 steel : thus, we have verified that the short cracks we have observed, have a first stage of very slow propagation
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Lamagnere, Pierre. "Etude et modélisation de l’amorçage des fissures de fatigue de roulement au voisinage des microhétérogénéités dans l'acier M50 (80 Mo Cr V 4 1 1)." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0142.

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Abstract:
Ce travail est consacré à l'étude et à la modélisation de l'amorçage des fissures de fatigue qui apparaissent au voisinage des inclusions non-métalliques et des carbures primaires dans l'acier M50. Dans la première partie de la thèse, nous avons étudié les propriétés microstructurales et nous avons déterminé le comportement mécanique de l'acier M50 en vue d'introduire des paramètres réalistes dans le modèle d'amorçage des fissures. En particulier, nous avons caractérisé les propriétés élasto-plastiques des microhétérogénéités. Pour cela, nous avons développé une procédure expérimentale permettant de mesurer le module d'Young et la dureté des inclusions par la technique de la nano-indentation. Ensuite, nous avons étudié le comportement microplastique et la plasticité cyclique de l'acier M50. Enfin, nous avons déterminé expérimentalement le nombre de cycles à l'amorçage des fissures par l'examen de roulements à différents stades de la fatigue à l'aide de l'échographie ultrasonore. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons développé une méthode de calcul de la limite d'endurance des roulements sollicités en condition de lubrification élasto-hydrodynamique. Cette approche s'appuie sur l'étude des concentrations de contrainte autour des microhétérogénéités et sur l'utilisation d'un critère de contrainte local. Enfin, ce travail apporte une contribution nouvelle à la prédiction du nombre de cycles à l'amorçage des fissures au voisinage des inclusions. Ce modèle met en œuvre une approche mixte micromécanique/métallurgie physique pour évaluer l'accumulation des dislocations conduisant à l'amorçage des fissures dans les "papillons" de fatigue
The aim of this work is to develop a new model for crack nucleation which occurs from non-metallic inclusions or primary carbides in M50 bearing steel under rolling contact fatigue. The first part of this thesis is devoted to the determination of the material parameters to be introduced in the models. First, we study the elasto-plastic properties of the inhomogeneities by means of a nano-indentation technique. For that purpose an experimental procedure is developed to measure the Young's modulus and hardness of inclusions embedded in a matrix. Then, the microplasticity and the cyclic plasticity of M50 steel is characterized. Finally, the number of cycles to crack initiation is estimated by means of a non-destructive examination of rolling bearings at various stages of fatigue life using ultrasonic echography. The second part of this thesis is devoted to modelling. First, we develop a method to determine the endurance limit of bearings operating under elasto-hydrodynamic lubricating conditions. This approach is based on the calculation of the stress concentration around inclusions and the use of a local stress criterion. Finally, a new model for the prediction of the number of cycles to crack initiation is proposed. This model uses micromechanics and physical metallurgy concepts to evaluate the accumulation of dislocations during fatigue which leads to local damage in the so-called "butterfly" wings formed around the inhomogeneities
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Langueh, Amavi Mawulé Guissou. "Contribution au dimensionnement des roues ferroviaires en fatigue de contact de roulement." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10035/document.

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Abstract:
L'augmentation des charges transportées par essieu, des vitesses de circulation et l’état des voies peuvent conduire à des endommagements des roues en surface ou sous-surface, généralement appelés écaillage. L’objectif de cette thèse est de développer une approche complète de dimensionnement des roues ferroviaires en fatigue de roulement permettant de prendre en compte les sollicitations locales via la géométrie réelle du contact roue/rail, le comportement inélastique du matériau de la roue (acier) et les conditions d'exploitation. A l’heure actuelle, les méthodes de dimensionnement des roues ne permettent pas de prendre en tous ces éléments au travers d’une même simulation. L’algorithme stationnaire fondé sur la formulation eulérienne est utilisé pour déterminer l’état stabilisé de la structure. L’influence du glissement, du mésalignement, de la position du chargement, et de la nuance d’aciers sur la réponse mécanique, les trajets de chargement en fatigue et la limite d’adaptation a été étudiée. Les critères de fatigue de Dang Van et de Manson-Coffin sont principalement utilisés pour l’analyse en fatigue. Les résultats obtenus permettent la construction de cartes d’adaptation numérique et celles-ci sont alors discutées. D'autre part, l’influence des contraintes résiduelles introduites par le traitement thermique de la bande de roulement est analysée. Il est montré qu’elles modifient les contraintes hydrostatiques comme c'est généralement le cas en fatigue, mais aussi le cisaillement mésoscopique, qui constitue un résultat nouveau
The increasing of the railways axles loads; the traffic speeds and track conditions can lead to surface and sub-surface damage of wheel, usually called scaling. The aim of this thesis is to develop a numerical approach of railways wheel design in rolling contact fatigue which takes into account the local solicitations via the real geometric of rail/wheel contact, the inelastic behavior of the wheel material (steel) and the operating conditions. At present, the simplified methods for the wheel design are not possible to take all these elements through a single simulation. The stationary algorithm based on the Eulerian formulation is used to determine the steady state of the structure. The influence of the slip, the slip angle, the position of the load and the steel grades on the mechanical response, the fatigue loading paths and the shakedown are investigated. For the fatigue analysis, the criteria of Dang Van and Manson-Coffin are used. The results allow the establishment of the numerical shakedown maps and these are then discussed. Furthermore, the influence of residual stresses introduced by the heat treatment of the tread is analysed. It is shown that they modify the hydrostatic pressure as it is usually the case in fatigue, but also the mesoscopic shear stress, which is a new result
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Gosset, Laurence. "Contribution à l'analyse et à la modélisation de l’amorçage des fissures dans l'acier 100 Cr6 soumis à la fatigue de roulement." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0113.

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Abstract:
Ce travail a pour objectif de contribuer à l'analyse et la prévision de la durée de vie des roulements sollicités en fatigue de contact Hertzien. Dans ce travail consacré à l'acier 100 Cr 6, nous nous sommes particulièrement. Intéressés à l'amorçage des fissures au voisinage des inclusions. Au plan expérimental, avec l'aide d'examens par échographie ultrasonore haute fréquence et d'expertises optiques, nous avons confirmé que dans des conditions de fonctionnement élastohydrodynamique, ce mode d'endommagement prend naissance en profondeur dans la région où/ la contrainte de cisaillement maximale est importante. De plus, il est associé à une transformation de la phase martensitique, en une phase qui apparaît blanche après attaque chimique. Au plan de la modélisation, nous avons proposé une approche simple de la zone affectée par cette transformation de phase fondée sur l'étude de l'amplitude du déplacement des dislocations à partir de !'. Interface inclusion matrice. Ces calcul fondés sur la méthode d'ESHELBY montrent que cette approche permet de prévoir la forme, la taille et l'orientation des zones de "phase blanche". Enfin, les résultats ci-dessus ont été introduits dans le critère d'amorçage des fissures dont les bases avaient été proposées, antérieurement par P. CHAMPAUD, montrant également un accord raisonnable entre cette modélisation et les résultats expérimentaux
The objective of this study is to contribute to the analysis of bearings damages and forecast of bearing life in Hertzian conditions. In this study, dealing with 100 Cr 6 Steel, we specially studied mechanism of initiation of cracks near the inclusions. On the experimental side, by using an high frequency ultrasonic technique and optical observation, we have confirmed that, in elastohydrodynamic rolling conditions, this type of damage was initiated under the surface, where the maximum shear stress is high. Moreover this damage is associated with martensite phase transformation in a phase which becomes white after chemical etching. On the modelling side, we have proposed a simple approach of the zone concerned by the phase transformation, which is based on the study of dislocations movement amplitude from the inclusion-matrix interface. This calculation based on the ESHELBY method, demonstrates that this approach permit to forecast the shape, size and orientation of white phases. In fact, these results have been introduced in the crack initiation criterium whose bases have been proposed by P. CHAMPAUD. Thus we have obtained a reasonable agreement between this modeling and the experimental results.
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