Experimental Study and Modelling of Thermomechanical Features and Heterogeneity of the Cr203-NiCr Systems - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Experimental Study and Modelling of Thermomechanical Features and Heterogeneity of the Cr203-NiCr Systems

Étude expérimentale et modélisation des propriétés thermomécaniques et hétérogénéité des systèmes Cr2O3-NiCr

Résumé

Residual stresses have been determined both in metal and oxide in different oxide/metal systems. Measurements and analyses of stress in the oxide layer have been especially performed in-situ during thermal loadings at high temperature thanks to synchrotron X-ray diffraction in reflexion mode. By comparing the stresses as a function of time with the numerical solution, in the least squares sense, the creep parameter for the oxide (Jox) and the growth stress parameter for the oxide (Dox) were optimized. Stress measurements in the substrate at room temperature were performed by synchrotron X-ray diffraction in transmission mode. Most of the stress distribution is between 0 MPa and 500 MPa and it shows a gradient distribution, which is in the area near the interface. For this “full” thermomechanical model, it has been also proposed to perform simulations with a numerical approach using ABAQUS. The result of these simulations is compared to the experimental observations, which shows a good agreement for the stresses especially as a function of time for the oxide layer.
Les contraintes résiduelles ont été déterminées dans le métal et l'oxyde pour différents systèmes oxyde/métal. La détermination expérimentale des contraintes dans la couche d'oxyde a été réalisée in-situ lors de chargements thermiques à haute température grâce à la diffraction de rayons X synchrotron en mode réflexion. En comparant les contraintes en fonction du temps avec la solution numérique, au sens des moindres carrés, le paramètre de fluage pour l'oxyde (Jox) et le paramètre de contrainte de croissance pour l'oxyde (Dox) ont été optimisés. Les mesures de contraintes dans le substrat à température ambiante ont été réalisées par diffraction de rayons X synchrotron en mode transmission. La plus grande partie de la distribution des contraintes est comprise entre 0 MPa et 500 MPa et elle montre un gradient de distribution, qui se trouve dans la zone proche de l'interface. Pour le modèle thermomécanique complet, il a été proposé de simuler par modélisation numérique dans ABAQUS. Le résultat de ces simulations est comparé aux observations expérimentales, ce qui montre une bonne concordance pour les contraintes notamment en fonction du temps pour la couche d'oxyde.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03810659 , version 1 (11-10-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03810659 , version 1

Citer

Zhimao Wang. Experimental Study and Modelling of Thermomechanical Features and Heterogeneity of the Cr203-NiCr Systems. Mechanics of materials [physics.class-ph]. Université de Technologie de Troyes, 2021. English. ⟨NNT : 2021TROY0020⟩. ⟨tel-03810659⟩
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