Traditionnellement, les collecteurs

Traditionnellement, les collecteurs d'échappement sont fabriqués en fonte, d'un seul tenant. En raison de l'augmentation des performances des moteurs, des tôles d'acier mécano-soudées sont maintenant utilisées pour améliorer la tenue mécanique du collecteur à haute température. Cette technologie permet de réduire la masse du collecteur et de répondre ainsi favorablement aux normes de dépollution les plus sévères. L'objectif de la thèse est de proposer un modèle numérique de soudure et un critère de ruine associé permettant de prédire la durée de vie de ces structures mécano-soudées soumises à des chargements thermiques anisothermes. La procédure de dimensionnement consiste à simuler plusieurs cycles de chargements et à évaluer le critère de fatigue sur le dernier cycle simulé, considéré comme stabilisé.Dans un premier temps, une étude théorique est menée sur la caractérisation des différents états asymptotiques (adaptation, accommodation et rochet). Elle permet, d'une part de vérifier que l'état stabilisé est effectivement atteint et éventuellement d'estimer le nombre de cycles nécessaires pour l'atteindre, d'autre part de déterminer la nature de l'état limite. Dans un second temps, des essais de durée de vie isothermes, réalisés sur des éprouvettes en tôle, en tôle soudée et en tôle soudée arasée (abrasion du cordon puis polissage de la zone utile) mettent en évidence l'influence de la géométrie et de la microstructure au niveau de la soudure sur la durée de vie de ces structures. Enfin, des essais de durée de vie anisothermes, inspirés de chargements effectivement observés sur le collecteur, ont été réalisés sur des éprouvettes en tôle et en tôle soudée.La rigidité du cordon de soudure est modélisée à l'aide d'éléments coques dimensionnés de sorte à reproduire la déformée des éprouvettes en tôle soudée observée expérimentalement. Différents critères de ruine sont mis au point sur le matériau de base pour caractériser l'endommagement induit par des chargements anisothermes puis sont adaptés à la zone soudée. Enfin, la simulation d'un essai de choc thermique sur un collecteur d'échappement permet de valider le modèle de soudure proposé et de tester la pertinence des critères vis-à-vis de l'application industrielle.
Exhaust manifolds are classically designed in cast-iron. However, the engine performance increasing, the output gas reaches higher temperature, and other types of material like welded steel plates are considered to design exhaust manifolds. These components are subjected to complex thermomechanical loadings which must be taken into account in fatigue design. To limit the computational costs, only a few loading cycles are simulated and a fatigue criterion is used to estimate the lifetime of the structure. This study proposes a junction model combined with a fatigue criterion to assess the lifetime of a welded structure. The model is simple enough to be integrated into a computation on a complete structure and the fatigue criterion is available for anisothermal loadings.

Результаты (русский) 1:

Традиционно Выхлопные коллекторы изготавливаются в чугуна, из одного источника. Из-за увеличения мощности двигателя сварные стальные листы теперь используются для улучшения механических производительности коллектора при высокой температуре. Эта технология позволяет уменьшить массу коллектора и таким образом положительно удовлетворить более строгие нормы выбросов. Целью диссертации является предложить цифровую модель сварки и Руина критерий, связанный с предсказать продолжительность жизни этих сварных конструкций, подвергаются anisothermes тепловых нагрузок. Процедура проектирования заключается в имитации нескольких циклов нагрузки и оценки усталости на последний тест имитации цикла считается стабильной. В качестве первого шага, теоретическое исследование о характеристиках различных асимптотическим государств (адаптация, проживание и трещотки). Это позволяет, во-первых проверить, на самом деле достичь устойчивого состояния и возможно оценить число циклов, необходимых для достижения, с другой стороны, чтобы определить характер ограничения государства. Во второй раз, изотермические, сделал жизнь испытания на образцах из листового металла, сварных стальных и сварных листового металла стерты (ссадина шнур, то полезная площадь полировки) выделить влияние геометрии и микроструктуры на уровне сварного шва на ожидаемую продолжительность жизни этих структур. И наконец, был anisothermes испытания жизни, вдохновленный нагрузок, фактически наблюдается на коллектор, на листового металла и сварных стальных труб. Жесткость сварочного кабеля, смоделированных с помощью элементов оболочки, упорядочена таким образом, чтобы воспроизвести искаженные образцов наблюдается экспериментально сварных стальных. Различные неудачи критерии разрабатываются на базовый материал для характеристики повреждений, вызванных anisothermes нагрузки, а затем адаптированы к сварной области. И наконец моделирование испытания теплового удара на выпускной коллектор позволяет проверить предлагаемой модели сварки и проверить актуальность критериев для промышленного применения.Exhaust manifolds are classically designed in cast-iron. However, the engine performance increasing, the output gas reaches higher temperature, and other types of material like welded steel plates are considered to design exhaust manifolds. These components are subjected to complex thermomechanical loadings which must be taken into account in fatigue design. To limit the computational costs, only a few loading cycles are simulated and a fatigue criterion is used to estimate the lifetime of the structure. This study proposes a junction model combined with a fatigue criterion to assess the lifetime of a welded structure. The model is simple enough to be integrated into a computation on a complete structure and the fatigue criterion is available for anisothermal loadings.

Результаты (русский) 2:

Традиционно выпускные коллекторы выполнены из монолитного как единое целое. В связи с увеличением производительности двигателей, стальной пластины свариваются в настоящее время используются для повышения механической прочности при высокой температуре коллектора. Эта технология позволяет снизить массу коллектора и , таким образом , положительно реагировать на самые жесткие стандарты выбросов. Цель диссертации состоит в создании цифровой модели сварки и связанного с ним критерия разрушения спрогнозировать срок службы этих сварных конструкций , подверженных изотермических тепловых нагрузок. Методика расчета заключается в имитации нескольких циклов загрузки и оценить тест усталость на последнем моделируемого цикла, который считается stabilisé.Dans первых, теоретическое исследование проводится по характеристике различных асимптотических состояний (адаптация, размещение и храповик). Это позволяет с одной стороны , чтобы проверить , что стационарное состояние достигается эффективно и , возможно , для оценки числа циклов , необходимых для достижения другой стороны, чтобы определить характер предельного состояния. Во- вторых, срок службы изотермического испытания , проведенные на образцах из листового металла, сварных листового металла и сварных листов выровнена (истирание шнура , а затем полировать полезную площадь) выделить влияние геометрии и микроструктура в сварном шве на срок службы этих структур. И, наконец, жизненные испытания anisothermal вдохновило нагрузок фактически наблюдаемые на коллекторе, были проведены на образцах листового металла и листового металла soudée.La жесткости сварного шва моделируется с размерами элементов оболочки так , чтобы воспроизвести деформированных образцов сварных листового металла экспериментально. Возможны различные критерии разрушения разрабатываются на материале основы для характеристики повреждений под воздействием изотермических нагрузок и пригодны для области сварки. Наконец, моделирование испытания теплового удара на выпускной коллектор подтверждает предложенную модель сварки и проверки соответствия визави требованиям промышленного применения.
Выпускные коллекторы имеют классический дизайн в гипсе -Утюг. Тем не менее, производительность двигателя увеличивается, добыча газа достигает более высокой температуры и --Разное видов материалов , таких как стальные пластины , сваренных считаются для проектирования выпускных коллекторов. Эти компоненты подвергаются сложных термомеханических нагрузок Qui должны быть приняты во внимание при конструировании усталости. Чтобы ограничить вычислительные затраты, только несколько циклов нагружения моделируются усталость и критерий используется для оценки срока службы конструкции. Это исследование предложило распределительную модель в сочетании с критерием деформации для проведения оценки срока службы сварной конструкции. Модель достаточно легко интегрировать в полном расчете была структура и критерий деформации доступен для anisothermal нагрузок.