Modélisation du traitement superficiel par choc laser : Application sur une éprouvette représentative d'un bord d'attaque d'une ailette de turbine en superalliage de titane Ti6Al4V

Le choc laser (Laser Peening)génère des contraintes résiduelles de compression dans les couches superficielles des pièces traitées. Il consiste à impacter une zone de la surface d’une pièce cible par un rayonnement laser capable de générer de hauts niveaux de pression. L’application de ce processus prouve son efficacité dans le domaine aéronautique. L’une des applications les plus courantes est le traitement superficiel par choc laser des bords d’attaques des aubes de turbines afin d’augmenter leurs tenue à la fatigue polycyclique dans un état initiale ou bien retarder la propagation des fissures provoquées par le dommage des objets et des particules volants étrangers (Foreign object damage: FOD). Dans ce travail, on va présenter une modélisation par éléments finis de traitement objet d’étude sur une éprouvette représentative d’un bord d’attaque d’une ailette de turbine en Superalliage de Titane Ti6Al4V. La loi de comportement de Johnson Cook couplé à l’endommagement a été employée. Le modèle a permis de prévoir des profils de contraintes résiduelles en accord avec les investigations expérimentales de P.R. Smith & al. Les résultats des simulations ont permis aussi de prévoir les profils des déformations plastiques, ainsi que les niveaux d’endommagement superficiel et la rugosité superficielle. Ce qui présente un grand avantage pour une meilleure prévision de la tenue à la fatigue polycyclique. Finalement, en se basant sur une approche déjà développée dans le cas du grenaillage de précontrainte par Fathallah et al qui consiste à prendre en compte tous les effets de surface dans le critère de fatigue multiaxiale de Crossland, Nous sommes arrivés à évaluer les taux d’amélioration ou de dégradation de la tenue à la fatigue polycyclique induits par le traitement sur l’aube