Calcul des déformations des systèmes de couches composées par une intermédiaire en oxyde par éléments finis
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Date
2008
Authors
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Publisher
Université d' Oum El Bouaghi
Abstract
Notre travail est de déterminer les déformations inélastiques , et contraintes équivalentes de Von mises par la simulation des essais flexion quatre points sur des éprouvettes des deux systèmes de couches (utilisées dans les domaines énergétiques et nucléaires), pour des chargement et mécaniques et thermiques par un code de calcul, en utilisant le logiciel CASTEM 2001 . Le calcul des déformations des systèmes de couches étudies, utilisées dans les domaines énergétiques et nucléaires ont des substrats qui s’oxydent a haute température, pour les superalliages a base de Nickel utilisées pour la fabrication des aubes de turbines, leur protection contre la corrosion et l’oxydation a haute température , est garantie par la déposition d’une couche d’oxyde de zircone ( barrière thermique ) , mais lors de sa déposition , une fine couche d’oxyde type alumine (Al2O3) se forme par oxydation de la sous-couche, sous la céramique , ce qui rend la pièce multicouche . cette dernière pendant son travail , durant les descentes en température, la couche d’oxyde est placée en forte compression à cause du changement de volume métal/oxyde lors la croissance de l’alumine, cette contrainte est estimée expérimentalement entre 4 et 5 GPa. Cet état de contraintes provoque, après mise en service, un écaillage de la barrière thermique, qui peut entraîner un délaminage complet menant à la ruine du système, ceci avant que la pièce n' atteigne sa durée de vie spécifiée lors de la phase de conception. Pour les alliages Zy-4 choisis pour le gainage des combustibles dans les REP , et lors de l’utilisation des gaines en Zircaloy-4 en réacteur, une couche d’oxyde se forme sur les surfaces externe et interne de la gaine. A l’interface métal oxyde, la transformation du métal en oxyde s’accompagne d’une dilatation volumique. Ce qui veut dire que la couche d’oxyde sera soumise à des contraintes de compression élevées lors de sa formation. les contraintes croîtraient dans la couche jusqu’à ce que la couche se fissure, ces contraintes présentes dans la couche d’oxyde dépassent le 1GPa , ce qui nuit a la sécurité de ces gaines et leur durée de vie