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Faculté des Sciences appliquées
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MASTER THESIS
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Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Interaction rotor-stator dans un booster d'un turboréacteur - Développement d'un modèle complet d'usure d'un matériau abradable et son intégration dans un modèle numérique[BR]- Stage d'insertion professionnelle : GD Tech

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de la Cerda Gilmar, Théo ULiège
Promotor(s) : Mertens, Anne ULiège
Date of defense : 26-Jun-2023/27-Jun-2023 • Permalink : http://hdl.handle.net/2268.2/17884
Details
Title : Travail de fin d'études et stage[BR]- Travail de fin d'études : Interaction rotor-stator dans un booster d'un turboréacteur - Développement d'un modèle complet d'usure d'un matériau abradable et son intégration dans un modèle numérique[BR]- Stage d'insertion professionnelle : GD Tech
Translated title : [en] Development of a complete wear model for an abradable material and its integration into a numerical model in the context of rotor-stator interaction in a turbojet booster.
Author : de la Cerda Gilmar, Théo ULiège
Date of defense  : 26-Jun-2023/27-Jun-2023
Advisor(s) : Mertens, Anne ULiège
Committee's member(s) : Toussaint, Brieuc 
Ponthot, Jean-Philippe ULiège
Dedry, Olivier ULiège
Language : French
Number of pages : 123
Discipline(s) : Engineering, computing & technology > Mechanical engineering
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Degree: Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée en mécatronique
Faculty: Master thesis of the Faculté des Sciences appliquées

Abstract

[fr] L'amélioration de l'efficacité d'un turboréacteur revêt une importance capitale dans le domaine de l'aéronautique, en vue de répondre aux exigences environnementales et économiques de plus en plus strictes. L'une des approches pour accroître le rendement d'un turboréacteur consiste à réduire l'espace entre les aubes et le carter. Cependant, cela augmente le risque de contact entre les aubes et le carter pendant le fonctionnement, pouvant entraîner des dommages voire la rupture de ces composants mécaniques. Pour atténuer ce risque, une solution couramment utilisée est de déposer matériau abradable entre les aubes et le carter, qui se laisse user par les aubes sans offrir une résistance mécanique excessive. L'objectif actuel est donc de trouver la combinaison optimale de géométrie des aubes et de matériau abradable.

Ce mémoire a pour but d'améliorer la modélisation de l'usure des matériaux abradables en implémentant dans un logiciel de simulation numérique un modèle d'usure.Ce modèle d'usure est construit sur la base de données expérimentales obtenues à partir de tests d'indentation et de scratching spécifiques.

Le matériau abradable est composé d'une phase polymère associée à une phase d'aluminium. Les propriétés mécaniques de l’abradable ont été évaluées à l’aide de tests d’indentation à différentes profondeurs. Ces tests d’indentation à profondeur variable permettent d’acquérir les propriétés mécaniques globales du matériau ainsi
que celles de chaque phase individuellement. La comparaison entre les propriétés des phases séparément rend possible l’étude de l’interaction entre les phases.Les tests de scratching, réalisés à force et profondeur constantes pour différentes vitesses, permettent d'établir une relation entre la vitesse et la profondeur d'usure. La loi d'usure obtenue après interpolation des données expérimentales est un polynôme d'ordre 1. Selon cette loi, l'usure diminue à mesure que la vitesse augmente.

Une fois les propriétés mécaniques globales du matériau abradable et la loi d'usure établies, une correction dépendant de la vitesse a été ajoutée à la loi d'usure par défaut du logiciel. Cette correction a été implémentée afin de mieux représenter numériquement l'enlèvement de matière observé lors des expérimentations. La méthodologie utilisée pour l'implémentation du modèle d'usure semble cohérente. Cependant, en raison du temps de calcul élevé requis par le modèle numérique, l'ensemble des résultats n'ont pas encore pu être obtenus.

La prochaine étape, qui ne fait pas partie de ce mémoire, vise à améliorer la loi d'usure. Cela implique d'élargir sa plage de vitesses et de forces, afin de l'utiliser de manière fiable dans le contexte de l'interaction rotor-stator des turboréacteurs.


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Access TFE_DE_LA_CERDA_GILMAR_Theo_erratum.pdf
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Size: 28.57 MB
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Access null
Description: -
Size: 28.8 MB
Format: Unknown

Author

  • de la Cerda Gilmar, Théo ULiège Université de Liège > Master ing. civ. méc., à fin.

Promotor(s)

Committee's member(s)

  • Toussaint, Brieuc
  • Ponthot, Jean-Philippe ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > LTAS-Mécanique numérique non linéaire
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  • Dedry, Olivier ULiège Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Metallic materials for additive manufacturing
    ORBi View his publications on ORBi
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