Texturation micrométrique de surface par procédé mécanique de moletage pour optimiser la tenue mécanique des assemblages collés - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Surface micrometric texturing by mechanical knurling process to optimize the holding of bonded joints

Texturation micrométrique de surface par procédé mécanique de moletage pour optimiser la tenue mécanique des assemblages collés

Résumé

In aerospace study, mechanical assemblies are usually made by riveting, srew and nuts. Those assemblies are then heavy, long of installation, unsightly, with heterogen mechanical stress. Nowadays with the development of improved materials properties with composites those processes are not optimized. So glued joints are a good candidate.In order to optimize glued assemblies, surfaces can be functionalized. Surface functionalization allows specific surfaces properties. Surface functionalization can be obtained thanks to surface texturing, one of the surface functionalization methods. Surface texturing can change chemical properties and/or morphology of the material surface. Textured surfaces are interesting for academic and industrial researches. Thus, many innovative surfaces have been created, such as high-adhesion surfaces inspired by geckos' feet.The work presented in this manuscript aims to texture aluminum surfaces by micro-knurling process to increase the mechanical strength of bonded assemblies. The approach developped consisted to determine texturing patterns favorable for better surface adhesion by glue and therefore to a hydrophilic surface thanks to wetting and topographical measurements. Then, the approach was to compare and characterize femtosecond laser and micro-knurling textured surface adhesion, with physico-chemical measurements. Finally, the adhesion of several textured surfaces was analyzed and compared with three points bending measures.
Dans le domaine de l'aéronautique les ensembles mécaniques sont usuellement assemblés avec des rivets, des vis et des écrous. Ces mécanismes imposent des ajouts de masse importants sur les ensembles mécaniques et des contraintes mécaniques locales. A grande échelle, ces défauts peuvent consommer beaucoup d'énergie pour être compensés. En plus de l'arrivée croissante de matériaux composites pouvant plus facilement être fragilisés, ces inconvénients ont amené à se pencher vers d'autres moyens d'assemblages dont notamment le collage.Afin d'optimiser les assemblages collés, les surfaces peuvent être fonctionnalisées. Fonctionnaliser une surface permet de lui apporter des propriétés spécifiques. La texturation de surface fait partie des méthodes de fonctionnalisation des surfaces. Texturer une surface permet de changer ses propriétés chimiques et/ou de changer sa morphologie. Ainsi, de nombreuses surfaces innovantes ont été créées comme par exemple des surfaces à forte adhésion inspirées des pattes de geckos. S'inspirer de surfaces à forte adhésion est intéressant dans le cadre des assemblages collées.Les travaux présentés dans ce manuscrit ont pour objet la texturation de surfaces en aluminium par procédé mécanique de micro-moletage pour augmenter la tenue d'assemblages collés. La démarche utilisée a été dans un premier temps de déterminer des paramètres de forme de motifs de texturation favorables à une meilleure adhésion de la colle et donc à une surface à caractère hydrophile à l'aide de mesures de topographie de surface et de mouillage. Dans un second temps, l'adhésion de deux types de texturations a été caractérisée. Ainsi, les procédés de texturation par laser femtoseconde et par micro-moletage ont été comparés en analysant la physico-chimie de surfaces texturées grâce à des mesures de mouillage et d'XPS. Enfin, l'adhérence des surfaces texturées par plusieurs procédés de texturation a été déterminée avec des mesures de flexion trois points.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03120752 , version 1 (25-01-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03120752 , version 1

Citer

Synthia Divin-Mariotti. Texturation micrométrique de surface par procédé mécanique de moletage pour optimiser la tenue mécanique des assemblages collés. Autre. Université de Lyon, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LYSEC040⟩. ⟨tel-03120752⟩
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