Soutenance de M. Shamanth Shiva Kumar (LMPS)

Composition du jury

• Florence Pettinari-Sturmel, Professeure, Université Paul-Sabatier Toulouse, CEMES Laboratoy - Examinatrice 
• Bernard Viguier, Professeur, ENSIACET, CIRIMAT Laboratory -  Rapporteur
• Carl Labergere, Professeur Université de technologie de Troyes, laboratoire LASMIS - Rapporteur
• Udo Nackenhorst, Professeur, Leibniz Universität Hannover- Examinataur

Résumé

Les superalliages monocristallins à base de nickel sont largement utilisés pour la fabrication d'aubes de turbine haute pression dans les moteurs d'avions et d'hélicoptères en raison de leurs propriétés mécaniques remarquables (la traction, au fluage et à la fatigue) à haute température, dérivées de leur microstructure biphasée unique. Ces matériaux sont soumis à des cycles thermomécaniques complexes au cours de leur durée de vie, ce qui a un impact sur leurs performances et leur cycle de vie. Un modèle de dommage rentable, capable de prédire la durée de vie d'une aube de turbine tout en capturant l'évolution ultérieure de la microstructure, serait avantageux. L'étude se concentre sur le développement d'un modèle de dommage sensible au taux de viscoplasticité dans le cadre de la thèse de A. Mattiello (2018) et propose les recherches et améliorations suivantes pour le modèle : a) Extension du cadre au fluage à des températures plus élevées (>1050C). b) Intégration du fluage par cycles thermiques en tenant compte des évolutions rapides de la microstructure. c) Influence de la dégradation thermomécanique antérieure sur les cycles suivants. d) Cadre thermodynamique et validation.

Abstract

Nickel base single crystal superalloys are widely used for the manufacturing of high-pressure turbine blades in aircraft and helicopter engines due to their remarkable mechanical properties (Tensile, Creep, Fatigue) at high temperature derived from their unique 2-phase microstructure. These materials undergo complex thermo-mechanical cycles during their service life which impacts their performance and life cycle. A cost effective damage model capable of predicting the life of turbine blade whilst capturing the subsequent microstructure evolutions would be beneficial. The study focuses on the viscoplasticity rate sensitive damage model development during the thesis of A. Mattiello. (2018) and proposes the following investigations and improvements to the model: a) Framework extension in creep to higher temperatures (>1050C). b) Thermal cycling creep integration taking into account the rapid microstructure evolutions. c) Influence of prior thermo-mechanical degradation on subsequent cycles. d) Thermodynamic Framework and validation.