Prédiction de durée de vie de structures sous chargement de fatigue thermique
Institution:
Versailles-St Quentin en YvelinesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The aim of this work is to predict the lifetime of structures submitted to thermal fatigue loadings. This work lies within the studies undertaken by the CEA on the thermal fatigue problems from the french reactor of Civaux. In particular we study the SPLASH test : a specimen is heated continuously and cyclically cooled down by a water spray. This loading generates important temperature gradients in space and time and leads to the initiation and the propagation of a crack network. We propose a new thermo-mechanical model to simulate the SPLASH experiment and we propose a new fatigue criterion to predict the lifetime of the SPLASH specimen. We propose and compare several numerical models with various complexity to estimate the mechanical response of the SPLASH specimen. The practical implications of this work are the reevaluation of the hypothesis used in the French code RCC, which are used to simulate thermal shock and to interpret the results in terms of fatigue. This work leads to new perspectives on the mechanical interpretation of the fatigue criterion
Abstract FR:
L'objectif de cette thèse est la prévision de durée de vie de structures soumises à des chargements de fatigue thermique. Ce travail s'inscrit dans le cadre des études menées par le CEA sur les problèmes de fatigue thermique rencontrés sur le circuit RRA de Civaux. En particulier nous étudions l'essai SPLASH du CEA : une éprouvette est chauffée de manière continue et soumise cycliquement à un choc thermique. Ce chargement génère d'importants gradients thermiques en temps et en espace qui conduisent à l'initiation et la propagation d'un réseau de fissures. Nous avons proposé une nouvelle modélisation thermo-mécanique de cet essai et nous avons proposé un nouveau critère de fatigue pour prédire la durée de vie de l'éprouvette. Nous avons aussi proposé et comparé une série de techniques de coût et de complexité diverses pour estimer la réponse mécanique de l'éprouvette. Les implications pratiques de ce travail sont une remise en question des hypothèses utilisées dans les codes de dimensionnement RCC du CEA pour la simulation du choc thermique et l'interprétation en terme de fatigue de la structure. Ce travail permet d'ouvrir plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique du critère de fatigue par exemple