Etude expérimentale et prévision des mécanismes de rupture des tôles et des joints soudés bout à bout en alliage d'aluminium 6056

摘要

Dans une démarche globale d'allègement des structures aéronautiques assemblées par soudage (projet ASA avec EADS et ALCAN), le dimensionnement en tolérance au dommage nécessite de connaitre les tailles admissibles des fissures sur les panneaux structuraux de fuselage. Les alliages d'aluminium utilisés dans l'aéronautique ont une ténacité élevée. Les normes appliquées conduisent donc à faire des essais (dits de courbe R) sur de larges plaques. Ces essais sont très couteux et difficiles à modéliser par une approche globale de la rupture. Une approche locale pourrait etre utilisée pour modéliser la ténacité des joints soudés et limiter ainsi le nombre d'essais sur larges plaques.Un des enjeux majeurs de ce travail est l'étude du comportement des tôles et des joints soudés en alliage d'aluminium 6056 des structures aéronautiques pour les fuselages des avions. Le but est de mettre en évidence, d'une part, l'effet d'épaisseur et d'écrouissage des tôles laminées sur les modes de rupture et d'autre part, les mécanismes de rupture mis en jeu dans un joint soudé par laser CO2. Cela nécessite alors la caractérisation de la microstructure et des propriétés mécaniques des tôles et des différentes zones du joint soudé telles que la zone fondue, la zone affectée thermiquement et le métal de base. Différents types d'essais mécaniques sont menés sur des éprouvettes lisses, entaillées et des éprouvettes de fissuration de type Kahn. Ils permettent d'identifier les paramètres du modèle d'approche locale associés aux tôles d'aluminium et aux différentes zones de la soudure pour modéliser par éléments finis les mécanismes de rupture.