Lamiae
Sommaire: Etude par spectroscopie mécanique isotherme des mécanismes de relaxation dans un alliage d’Aluminium-Magnésium (5% at) trempé
Introduction générale
Chapitre I: Etude de la phénoménologie du frottement intérieur
I-1- Introduction
I-2- Cristaux réels, défauts de structure
I-3- Effet des défauts sur les propriétés mécaniques
I-4- Comportement mécanique des matériaux
I-4-1- Elasticité
I-4-2- Différents comportements élastiques
I-4-2-1- Anélasticité
I-4-2-1-1- L’hystérésis
I-4-2-1-2- La relaxation
I-4-2-1-3- Phénomènes de résonance forcée
I-4-2-2- Elasticité non-linéaire
I-4-2-3- Thermoélasticité linéaire
I-4-2-4- Limite d’élasticité
I-4-3- Amortissement
I-4-4- Viscoélasticité
I-4-4-1- Origine physique du comportement viscoélastique
I-4-4-2- Analogies phénoménologiques simples
a. Le phénomène de relaxation
b. Le phénomène de fluage
I-4-4-3- Les différents modèles viscoélastiques
I-4-4-3-1- Modèle de Maxwell
I-4-4-3-2- Modèle de Voigt-Kelvin
I-4-4-3-3- Solide linéaire standard de Zener
I-5-Phénoménologie du frottement intérieur
I-5-1- Introduction
I-5-2- Définition
I-5-3- Origine physique de frottement intérieur
I-5-4- Approche Thermodynamique du Frottement Intérieur
I-5-5- Description du frottement intérieur
I-5-5-1- Frottement intérieur lié à une dislocation ancrée
I-5-5-2- Mécanismes thermiquement activés
I-5-5-3- Pics élargis
I-5-6- Fond continu de haute température
I-5-7- Causes de la relaxation dans les métaux et alliages métalliques
I-5-7-1- Effet thermoélastique
I-5-7-2- La relaxation des joints de grains
I-5-7-3- La relaxation dû à la présence de défauts ponctuels
I-5-7-4- Réorientations des paires de défauts ponctuels
I-5-7-5- La relaxation des dislocations
I-5-8- Modèles théoriques
I-5-8-1- Modèle de Granato et Lücke
I-5-8-2- Modèle de Friedel
Chapitre II: Étude bibliographique des alliages d’Aluminium-Magnésium
II-1- L’aluminium
II-2- Caractéristiques de l’aluminium
II-2-1- Caractéristiques physiques
II-2-2- Caractéristiques mécaniques
II-3- Propriétés de mise en forme
II-4- Alliages d’aluminium
II-4-1- Influence des éléments d’alliages sur les propriétés de l’aluminium
II-4-2- Types d’alliages d’aluminium
II-4-3- Classement par type de transformation
II-5- Traitement thermique des alliages d’aluminium
II-5-1- Durcissement structural ou (durcissement de précipitation)
II-5-1-1- Introduction
II-5-1-2- La Mise en solution
II-5-1-3- La Trempe
II-5-1-3-1- Influence de la vitesse de trempe sur le développement des sources de dislocations
II-5-1-3-2- L’effet de vitesse de trempe sur les propriétés mécaniques .
II-5-1-4- Le Revenu
II-5-2- Durcissement par écrouissage
II-6- La précipitation des solutions solides
II-6-1- Les séquences de précipitation
II-6-2- La nucléation et la croissance
II-6-3- La précipitation cellulaire ou discontinue
II-7- L’alliage Aluminium-Magnésium
II-7-1- Etude de la phase -Al3Mg2
II-7-2- Phénoménologie de précipitation dans l’alliage Al-Mg
Chapitre III: Les techniques expérimentales
III-1- Elaboration des échantillons
III-2- Pendule de torsion inversé
III-2-1- Principe de fonctionnement
III-2-2-Système de détection
III-2-3- Traitement du signal
III-3- Conclusion
III-4- Dépouillement des résultats expérimentaux
III-4-1- Détermination des paramètres de relaxation
III-4-2- Représentation de Q-1
en fonction de la température
Chapitre IV: Les résultats expérimentaux
IV -1- Introduction
IV -2- Résultats éxpérimentaux
IV -2-1- Influence du vieillissement sur les courbes Q-1= f (f/Hz)
IV -2-2-Influence de la température sur l’evolution des courbes Q= f (f/Hz) stabilisées
IV -2-3- Influence de la fréquence sur l’evolution des courbes Q
= f (T)
IV-3- Observations au microscope électronique à transmission (MET)
Discussion et interprétation
Conclusion
Références bibliographiques
Résumé
Extrait du mémoire étude par spectroscopie mécanique isotherme des mécanismes de relaxation dans un alliage d’Aluminium-Magnésium (5% at) trempé
Chapitre I: Etude de la phénoménologie du frottement intérieur
I-1- Introduction :
Les matériaux ne présentent pas un comportement aussi idéal et leurs vibrations sont amorties plus vite que ne peut l’expliquer la perte d’énergie due au frottement externe.
On appelle frottement interne la propriété que possèdent les matériaux solides soumis à des contraintes cycliques, d’absorber de l’énergie, en transformant l’énergie mécanique en chaleur. Cet effet se manifeste dans le cas des faibles déformations caractéristiques du domaine élastique.
Les premières techniques utilisées pour mesurer le frottement interne permettaient généralement des mesures à fréquence fixe ou dans un domaine restreint de fréquence.
Spectroscopie mécanique isotherme
Ainsi, un pendule, le plus souvent inversé pour éviter les contraintes sur l’échantillon, permet des mesures à des fréquences de l’ordre de l’hertz ; dans ce cas, le frottement interne est / où est le décrément logarithmique des oscillations libres. Les mesures dans la gamme du kilohertz sont effectuées sur des lames ou des barreaux résonants, le frottement interne étant cette fois relié à la largeur à 1/e du pic de résonance. Enfin, l’atténuation des ondes ultrasonores permet une mesure dans la gamme du mégahertz. Avec ces techniques, il est donc nécessaire de faire varier la température de mesure pour décrire complètement les comportements anélastiques en supposant une équivalence fréquence-température qui, en fait, est rarement vérifiée.
Spectroscopie mécanique isotherme
Le frottement interne peut être associé à divers mécanismes, parmi lesquels en général on distingue :
le processus de relaxation dans le cas d’un matériau viscoélastique ;
l’hystérésis mécanique ; la résonance dans un solide pouvant être considéré comme un milieu visqueux.
Le frottement interne par hystérésis dépend de l’amplitude de vibration, contrairement aux deux autres cas.
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