Critères de retrait d exploitation pour les fissures affectant les disques frettés BP CP0-CP1



Documents pareils
SSNL126 - Flambement élastoplastique d'une poutre droite. Deux modélisations permettent de tester le critère de flambement en élastoplasticité :

Manuel de validation Fascicule v4.25 : Thermique transitoire des structures volumiques

ANALYSE CATIA V5. 14/02/2011 Daniel Geffroy IUT GMP Le Mans

Le turbo met les gaz. Les turbines en équation

Projet ANR. Bruno Capra - OXAND. 04/06/2015 CEOS.fr - Journée de restitution (Paris) B. CAPRA

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SÉRIE SCIENTIFIQUE

DISQUE DUR. Figure 1 Disque dur ouvert

TP2 ACTIVITE ITEC. Centre d intérêt : AUBE D UN MIRAGE 2000 COMPORTEMENT D UNE PIECE. Documents : Sujet Projet Dossier technique - Document réponse.

SDLV120 - Absorption d'une onde de compression dans un barreau élastique

Tutoriel première utilisation ICEM-CFD. Couche limite et modification du maillage en 2D

Chapitre XIV BASES PHYSIQUES QUANTITATIVES DES LOIS DE COMPORTEMENT MÉCANIQUE. par S. CANTOURNET 1 ELASTICITÉ

DÉVERSEMENT ÉLASTIQUE D UNE POUTRE À SECTION BI-SYMÉTRIQUE SOUMISE À DES MOMENTS D EXTRÉMITÉ ET UNE CHARGE RÉPARTIE OU CONCENTRÉE

Sujet proposé par Yves M. LEROY. Cet examen se compose d un exercice et de deux problèmes. Ces trois parties sont indépendantes.

ETUDE COMPARATIVE DES MODELISATIONS NUMERIQUE ET PHYSIQUE DE DIFFERENTS OUVRAGES D EVACUATION DES CRUES

Conseils en Ingénierie mécanique

Introduction au maillage pour le calcul scientifique

Fascicule u7.05 : Impression de résultat pour visualisation

Rupture et plasticité

LA MESURE DE PRESSION PRINCIPE DE BASE

Electrotechnique: Electricité Avion,

ÉTUDE DE L EFFICACITÉ DE GÉOGRILLES POUR PRÉVENIR L EFFONDREMENT LOCAL D UNE CHAUSSÉE

SDLS08 - Modes propres d'une plaque carrée calculés sur base réduite

Principes généraux de la modélisation de la dispersion atmosphérique

Colle époxydique multi usages, à 2 composants

Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide

En recherche, simuler des expériences : Trop coûteuses Trop dangereuses Trop longues Impossibles

1- Maintenance préventive systématique :

INFLUENCE de la TEMPERATURE. Transition ductile/fragile Choc Thermique Fluage

Le polissage par laser

MAGTROL. Frein à courant de Foucault haute vitesse WB 23. WB 23 Fiche Technique CARACTÉRISTIQUES COMMANDE PAR PC DESCRIPTION

SIMULATION DU PROCÉDÉ DE FABRICATION DIRECTE DE PIÈCES THERMOPLASTIQUES PAR FUSION LASER DE POUDRE

La fabrication des objets techniques

Analyse statique d une pièce

Structure de base d un ordinateur

Ventilation : Mesure et réglage des débits

SSNV143 - Traction biaxiale avec la loi de comportement BETON_DOUBLE_DP

1 - Le catalogue d états prêts à l emploi p.2

Les nouveautés de Femap 11.1

Avis de l IRSN sur la tenue en service des cuves des réacteurs de 900 MWe, aspect neutronique et thermohydraulique

Journée des utilisateurs de Salome-Meca et code_aster ETUDE SISMIQUE DE LA PINCE VAPEUR

MOTO ELECTRIQUE. CPGE / Sciences Industrielles pour l Ingénieur TD06_08 Moto électrique DIAGRAMME DES INTER-ACTEURS UTILISATEUR ENVIRONNEMENT HUMAIN

Compte rendu de LA37 B, TP numéro 1. Evolution de la température et du degrée d'hydratation

SOCIETE NATIONALE DES CHEMINS DE FER BELGES SPECIFICATION TECHNIQUE

(Exemple ici de calcul pour une Ducati 748 biposto, et également pour un S2R1000, équipé d un disque acier en fond de cloche, et ressorts d origine)

RELAIS STATIQUE. Tension commutée

OTIS. Mod. La modernisation réinventée. Plus de sécurité Plus de fiabilité Plus de confort. Et plus d attention à l environnement.

ALFÉA HYBRID DUO FIOUL BAS NOX

CONCEPTION MÉCANIQUE ET DIMENSIONNEMENT ASSISTÉ PAR ORDINATEUR

LE TABLEAU DE BORD DE SUIVI DE L ACTIVITE

ANNEXE J POTEAUX TESTÉS SELON UN CHARGEMENT STATIQUE ET TESTÉS SELON UN CHARGEMENT CYCLIQUE ET STATIQUE

FONCTION DE DEMANDE : REVENU ET PRIX

Figure 3.1- Lancement du Gambit

V112-3,0 MW. Un monde, une éolienne. vestas.com

Les métaux pour construction métallique

PCB 20 Plancher collaborant. Fiche technique Avis technique CSTB N 3/11-678

GROUPE HOLDIM Leader mondial de l optimisation moteur. DYNORACE 2WD /DF2 Banc 2 roues motrices. Banc de puissance Disponible en 3 versions :

Les outils de simulation. Myriam HUMBERT CETE Ouest

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SÉRIE SCIENTIFIQUE

Le concept cellulaire

CIRCUITS DE PUISSANCE PNEUMATIQUES

P M L R O G W. sylomer. Gamme de Sylomer Standard. Propriétés Méthode de test Commentaires. Polyuréthane (PUR) Cellulaire mixte

Texte Agrégation limitée par diffusion interne

SIMULATION HYBRIDE EN TEMPOREL D UNE CHAMBRE REVERBERANTE

CAPTEURS - CHAINES DE MESURES

Synthèse d'images I. Venceslas BIRI IGM Université de Marne La

LES LOIS PHYSIQUES APPLIQUÉES AUX DEUX-ROUES : 1. LA FORCE DE GUIDAGE

GENERALITES SUR LA MESURE DE TEMPERATURE

L utilisation des tables de décompression MN90 et ordinateurs

COLLOQUE NATIONAL de la PERFORMANCE INDUSTRIELLE

Graisses MULTIS COMPLEX. La haute technologie au service d environnements industriels extrêmes

SSLS116 - Chargement membranaire d une plaque excentrée

Chp. 4. Minimisation d une fonction d une variable

3. Artefacts permettant la mesure indirecte du débit

Table des matières. Avant-propos. Chapitre 2 L actualisation Chapitre 1 L intérêt Chapitre 3 Les annuités III. Entraînement...

La solution à vos mesures de pression

Exemples de dynamique sur base modale

T.P. FLUENT. Cours Mécanique des Fluides. 24 février 2006 NAZIH MARZOUQY

Mise en scène d un modèle dans l espace 3D

La présente fiche technique décrit les exigences auxquelles doit répondre le Système Barofor Round.

ventilation Caisson de ventilation : MV

t 100. = 8 ; le pourcentage de réduction est : 8 % 1 t Le pourcentage d'évolution (appelé aussi taux d'évolution) est le nombre :

L analyse boursière avec Scilab

Projet Optiperf : les ressources du calcul parallèle à destination des architectes navals

SOCIETE NATIONALE DES CHEMINS DE FER BELGES SPECIFICATION TECHNIQUE L-70

Cours IV Mise en orbite

Vis autoperceuses Vissage direct en une seule opération

Monte charge de cuisine PRESENTATION DU MONTE CHARGE

Méthodologie d intégration d antennes sur systèmes complexes

FEMAP. Environnement d analyse d ingénierie actuel le plus avancé. Des réponses pour l industrie.

Adhésif structural pour le collage de renforts

Prédiction des effets des explosions et de réponse des structures pyrotechniques

La soudure à l arc. électrique. Jean-Claude Guichard. Groupe Eyrolles, 2006, ISBN :

SOMMAIRE Thématique : Matériaux

(51) Int Cl.: B23P 19/00 ( ) B23P 19/04 ( ) F01L 1/053 ( )

Titre 4 - Analyse de l impact de la résiliation annuelle sur les marges des contrats emprunteurs

made in Germany par Schick. Le résultat d'une longue expérience.

Colloque des arbitres et des commissaires aux résultats Moulin mer

Optimisation des performances d échangeurs de chaleur.

ÉTUDE SUR L EFFICACITÉ DES PNEUS D HIVER EN ÉTÉ RÉALISÉE PAR CAA-QUÉBEC

Guide pour l analyse de l existant technique. Partie 3

Transcription:

Critères de retrait d exploitation pour les fissures affectant les disques frettés BP CP0-CP1 Maïlys Pache EDF SEPTEN Journée des utilisateurs de Salome-Meca et Code_Aster 19 mars 2013

Contexte : fissuration par CSC des disques frettés Pourquoi la fissuration par Corrosion sous Contraintes (CSC)? rotors à disques frettés contraintes élevées + polluants 1984 Première détection sur l alésage d un disque 11 Mise en cause de la corrosion sous contraintes Découverte progressive des autres zones affectées : dessus & dessous des logements des pions, fonds de logements, flancs des disques 1987 Etude Alsthom CETIM corroborée par EDF SEPTEN : critère de 30 mm calculé à l alésage et étendu aux autres zones 1986 Début des rénovations (25 rotors) Emplacement des fissures : 1995 Les rénovations ont été interrompues (perspective d achat de rotors soudés) et la nocivité des fissures en fond de logement de pions est mal connue 1997-2001 Reprise des études par EDF R&D sur ce type de fissures : influence de la thermique et calculs en rupture ductile inclus : critère de 32,5 mm en fonds de logement de pion 2007 Etude de stratégie à 60 ans de durée de vie : un grand nombre de rotors sera à remplacer 2011 Re-calcul des critères au cas par cas Avec reprise de la méthode EDF R&D

Sommaire 1. Modélisation du problème Définition des 4 types de fissures à étudier Chargements et hypothèses de calcul 2. Etude en rupture FRAGILE Comment caractériser la nocivité d une fissure? Rupture FRAGILE : principe et méthode Mise au point du maillage par MACR_ADAP_MAIL Rupture FRAGILE : validation Rupture FRAGILE : résultats Cas des fissures de dessus de logement 3. Etude en rupture DUCTILE Rupture DUCTILE : principe et mise en œuvre Rupture DUCTILE : hypothèse et résultats 4. Conclusions

Sommaire 1. Modélisation du problème Définition des 4 types de fissures à étudier Chargements et hypothèses de calcul

Définition des 4 types de fissures étudiées fissures à l alésage du disque fissures en-dessous des logements de pions fissures au-dessus des logements de pions fissures sur les flancs (trois types) : Les fissures en fond de logement de pion ont déjà fait l objet d études poussées Elles sont modélisées pour valider les résultats par comparaison à ceux de la R&D Un maillage adapté par type de fissures (pré-raffinement) : Fissures à intégrer par X-FEM alésage dessous dessus flancs ~ 130 000 éléments volumiques ~ 30 000 nœuds

Chargements et hypothèses de calcul Chargement mécanique : force centrifuge ailettes modélisées par une couronne équivalente Vitesse de rotation prise à 150 % de la vitesse nominale très conservatif évite de modéliser le frettage du disque sur l arbre (défrettage à partir de 122%) essai à 120 % avec frettage pris en compte par déplacements imposés : confirme les marges Chargement thermique : modélisation d un transitoire de démarrage à froid (THER_LINEAIRE, éléments 3D_DIAG) reprise du champ thermique à l instant le plus pénalisant en tant que condition du calcul mécanique (AFFE_MATERIAU : AFFE_VARC) conservatif Secteur de 120 modélisé : équivaut à modéliser 3 fissures OK car la nocivité d une fissure n est pas influencée par la présence des fissures voisines Raffinement autour du fond de fissure Calcul thermique Calcul mécanique sur modèle XFEM Postraitement en mécanique de la rupture : FRAGILE puis DUCTILE

Sommaire 2. Etude en rupture FRAGILE Comment caractériser la nocivité d une fissure? Rupture FRAGILE : principe et méthode Mise au point du maillage par MACR_ADAP_MAIL Rupture FRAGILE : validation Rupture FRAGILE : résultats Cas des fissures de dessus de logement

Comment caractériser la nocivité d une fissure? Facteurs d intensité de contraintes K i : POST_K1_K2_K3 3 facteurs pour 3 modes de rupture : Seul le mode 1 est considéré ici Relations avec les champs de contraintes et déplacements dans chaque direction : σ i ~ r 0 K i 2πr [ f ( θ )] ~ i K i 2 r 0 [ g( θ )] K1, K2, K3 caractérisent la singularité des contraintes en pointe de fissure u πr Taux de restitution d énergie G : CALC_G 1 Relié aux facteurs d intensité de contraintes : G = E G caractérise l énergie de fissuration ( 2 2 2 ) 1 +ν K + K + K I II E III

Rupture FRAGILE : principe et méthode Le calcul de K1 est réalisé tout le long du fond de fissure Les paramètres de postraitement sont à mettre au point : CALC_G 2 méthodes de lissage : - Lissages Legendre (degré 3 / degré 5) : - Lissages Lagrange (simple nœud-nœud/régulé) : Choix des rayons des couronnes d intégration K 1 max POST_K1_K2_K3 Choix de l abscisse curviligne maximale (jusqu à laquelle K1 est interpolé) Vérification de la concordance des résultats Comparaison à la ténacité du matériau Conclusion sur le risque de rupture brutale

Mise au point du maillage par MACR_ADAP_MAIL 2 options de raffinement mises à profit : autour du fond de fissure X-FEM : a b dans une boîte (en amont, pour uniformiser le raffinement si le maillage initial n est pas uniforme) : boucle jusqu à convergence des résultats c Mauvais résultats étape supplémentaire d ~ 300 000 éléments volumiques ~ 50 000 nœuds

Rupture FRAGILE : validation Sur une fissure d alésage par rapport aux résultats ALSTOM (1987) : Sans chargement thermique : Moins de 5 % d écart sur la valeur maximale de K1 relevée en fond de fissure Sur une fissure de fond de logement par rapport aux résultats R&D (1999) : 1999 : Fissure maillée Maillage hexaédrique 2012 : Fissure XFEM Maillage tétraédrique Développement R&D 2010 permettant l intégration X-FEM de cette forme de fissure réalisé spécifiquement pour cette validation Avec ou sans chargement thermique : Moins de 1 % d écart sur la valeur maximale de K1 relevée en fond de fissure

Rupture FRAGILE : résultats Critère pour chaque type de fissure = taille limite telle que K1 max = K1 c : S appuie sur le seul côté mesuré de la fissure géométries pénalisantes considérées Zone a = 2,5 x b a = 4/3 x b Alésage 37,5 mm 47,5 mm Dessous 32,5 mm 42,5 mm Dessus 30 mm * 70 mm Flancs 40 mm 52,5 mm

Cas des fissures de dessus de logement Incertitudes sur les résultats au-delà de b = 30 mm : Effet de bord libre Cause physique : propagation instable des fissures jusqu au bord externe par effet de bord libre Critère maintenu à 30 mm même si une stabilisation de K1 est possible pour des fissures plus grandes car les tailles plus grandes ne sont de toute façon pas mesurées

Sommaire 3. Etude en rupture DUCTILE Rupture DUCTILE : principe et mise en œuvre Rupture DUCTILE : hypothèse et résultats

Rupture DUCTILE : principe et mise en œuvre Rupture fragile : verdict binaire (absence d amorçage ou rupture brutale) Rupture ductile : phase de propagation stable avant la rupture brutale Cause : plastification en fond de fissure Particulièrement vrai pour les aciers des disques, fortement ductiles En pratique : courbe G- a du matériau (déterminée par essais) : Calcul de G max (par CALC_G) pour : la fissure ses incréments (taille a + a) Croisement ou non de la courbe G- a Conclusion sur le caractère stable ou non de la propagation Approche beaucoup plus coûteuse : élasticité non-linéaire + multiplication des calculs par cas d étude Plus réaliste et moins conservatif

Rupture DUCTILE : hypothèse et résultats Etude en élasticité non-linéaire possible : Chargements proportionnels et monotones (loi de comportement ELAS_VMIS_LINE, intégration de la courbe de traction par VMIS_ISOT_TRAC) Critères de retrait d exploitation actualisés : Limite de validité de la courbe (domaine d essais) Zone a = 2,5 x b Alésage 43 mm (fragile + 15 %) Dessous 36 mm (fragile + 11 %) Dessus Flancs 30 mm (idem fragile) (non repris : incertitudes) 40 mm (idem fragile) (non repris : critères suffisants)

Sommaire 4. Conclusions

Conclusions Gains en terme de retraits d exploitation de rotors pour 60 ans : Amélioration considérable des pronostics malgré une étude très conservative (survitesse 150 %, chargement thermique, géométrie des fissures, valeurs maximales de K1 relevées, précautions sur les fissures de dessus de logements, ) Temps CPU : 1h en fragile, 2h en ductile Opérateurs utilisés : THER_LINEAIRE, STAT_NON_LINE, MACR_ADAP_MAIL, DEFI_FISS_XFEM, POST_K1_K2_K3, CALC_G REMERCIEMENTS : Samuel Géniaut, Rami Hamam, Nabila Sellali (AMA)

QUESTIONS?