Offre de thèse
LUE - Caractérisation avancée des phénomènes d'usure des revêtements abradables lors des contacts entre l'extrémité de l'aube et le carter dans les moteurs d'avion
Date limite de candidature
01-07-2024
Date de début de contrat
01-10-2024
Directeur de thèse
PHILIPPON Sylvain
Encadrement
Co-directeur de thèse : Professeur Alain Batailly, Polytechnique Montréal Co-encadrant scientifique : Dr. Julien Vincent, IGR CNRS, LEM3
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 3 : Thermomécanique des Procédés et des Interactions outil-matière (T-PRIOM)contexte
Cadre d'une collaboration internationale entre la France (Université de Lorraine, LEM3) et le Canada (Polytechnique Montréal, LAVA). Mise en place d'une cotutelle entre l'Université de Lorraine et Polytechnique Montréal dans le cadre cette thèse.spécialité
Sciences des Matériauxlaboratoire
LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux
Mots clés
Loi de comportement matériaux, Interactions aube/carter, Conditions sévères, Dynamique non linéaire, Matériaux abradables, Contact mechanics
Détail de l'offre
Dans le cadre d'un projet international France-Canada, le LEM3 et LAVA envisagent de développer des modèles numériques prenant en compte l'évolution de la microstructure des revêtements (matériau abradable AlSi-PE) utilisés dans les compresseurs basse pression des moteurs d'avion. L'objectif du projet est de comprendre l'influence de l'endommagement du matériau, et en particulier de la microstructure de densification, sur la sévérité de la charge sur l'extrémité de l'aube. A cette fin, des essais de caractérisation pour de larges gammes de vitesses de déformation et de températures seront réalisés au LEM3, Université de Lorraine en France, sur des matériaux dont la porosité sera modifiée par une charge de compression contrôlée. Sur la base de ces résultats, une loi de comportement sera proposée et implémentée dans des modèles numériques développés au LAVA, Polytechnique Montréal au Canada. L'évolution de la réponse dynamique de l'aube sera étudiée afin de proposer des critères d'optimisation pour l'aube. Le travail expérimental sera étendu à d'autres types de sollicitation (cisaillement et traction) pour le même échantillon abradable afin de mieux représenter les conditions de contact réelles entre l'aube et le carter du turboréacteur.
Keywords
Constitutive law of materials, Blade/casing interaction, Severe conditions, Nonlinear dynamics, Abradable materials, Contact mechanics
Subject details
In the framework of an international France-Canada project, LEM3 and LAVA plan to develop numerical models that take into account the evolution of the microstructure of coatings (AlSi-PE abradable material) used in low-pressure aircraft engine compressors. The project aim is to understand the influence on the material damage, and in particular the densification microstructure on the severity of the loading on the blade tip. To this end, characterization tests for large ranges of strain rates and temperatures will be carried out at LEM3, Université de Lorraine in France on materials whose porosity will be modified by a controlled compressive load. Based on these results, a constitutive law will be proposed and implemented in numerical models developed at LAVA, Polytechnique Montréal in Canada. The evolution of the blade dynamic response will be investigated to propose optimization criteria for the blade. The experimental work will extend to other types of solicitation (shear and tensile) for the same abradable specimen in order to better represent the real contact conditions between the blade and the turbojet casing.
Profil du candidat
- Diplôme d'ingénieur / Master 2
- Science des matériaux
- Connaissances en tests standards pour matériaux métalliques, des connaissances en simulations expérimentales dynamiques seraient un atout
- Intérêt pour le travail expérimental rigoureux
- Connaissance d'au moins un langage de programmation (Matlab, Python ou équivalent)
Candidate profile
- Master's in science
- Material science
- Standard tests on metallic materials, knowledge on dynamic testing would be appreciated
- Motivation for rigorous experimental work
- Basic programming skills (Matlab, Python or equivalent)
Référence biblio
B. Chevrier, J. Vincent, L. Faure, S. Philippon, Identification of constitutive laws' parameters by means of experimental tests on AlSi- PE abradable material. Materials and Design (2022), Vol. 218, article number 110673, doi: 10.101016/j.matdes.2022.110673
S. Skiba, B. Chevrier, L. Faure, S. Philippon. Thermoelastoviscoplastic bilinear compressive constitutive law of an AlSi-PE abradable material based on experimental investigations. Journal of Dynamic Behavior of Materials 2021, Volume 7 (3), p.499-508, doi.org/10.1007/s40870-021-00294-8
S. Skiba, L. Faure, S. Philippon, J. Papasidero, Experimental investigation of the mechanical behavior of an AlSi- PE abradable coating at high strain rates for a large range of temperatures. Journal of Dynamic Behavior of Materials 2020, Vol.6 (2), p.213-223, doi: 10.1007/s40870-020-00242-y
Vadcard et al. Computers Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol 419, February 2024, 116641, doi:10.1016/j.cma.2023.116641
Agrapart et al. Journal of Sound and Vibration, Volume 460 (10), November 2019, 114869, doi: 10.1016/j.jsv.2019.114869
Kojtych et al. AIAA Journal, Volume 61 (10), October 2023, doi: 10.2514/1.J062619