Contribution expérimentale à l'étude des interactions dans un turbo réacteur. Application au frottement sec de l'alliage de titane Ti6Al4V et à la caractérisation thermomécanique du matériau abradable AlSi-PE
Abstract
La réduction du jeu rotor/stator constitue un excellent moyen d'améliorer le rendement global d’un turboréacteur. L’utilisation de joints dynamiques à base de matériaux abradables permet de limiter les fuites inter-étages mais également d’assurer l'intégrité structurelle du réacteur suite à d'éventuels contacts aube/carter accidentels. Lors de telles interactions, pouvant potentiellement mener à une perte d’aube, le système aube/carter réagit comme un système complet avec des paramètres propres à l’aube, ceux propres aux matériaux abradables et les paramètres de l’interaction (vitesse, profondeur d’interaction, …). Les travaux expérimentaux présentés visent à améliorer les méthodologies de prédiction du comportement de ce système en incluant un maximum de ces paramètres.
Dans un premier temps le comportement de la liaison entre le pied d’aube et le rotor est étudiée. L’évolution du coefficient de frottement d’un couple Ti6Al4V/Ti6Al4V prenant en compte des vitesses glissement de plusieurs mètres par seconde et des pressions normales de plusieurs centaines de méga Pascal est analysée, de même que la nature des endommagements induits au niveau des interfaces de contact. Dans un second temps, une caractérisation expérimentale du comportement des matériaux abradables, dans un contexte de chargements dynamique et thermique représentatifs des conditions de fonctionnement d’un turboréacteur est présentée, menant à la proposition de plusieurs modèles de loi de comportement tenant compte de l’influence des températures et des vitesses de déformation présentes dans le compresseur haute pression.
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