Simulation de la trempe d'une fourche d'autogyre

Rapport du projet sur le module Modélisation des
problèmes multiphysiques :
Simulation de la trempe de la fourche d’un autogyre
Réalisé par :
AKOGBETO Audrey Nadège Fifame
OUEDRAOGO Mamounata
Filière :
3e Année Génie Mécanique
Ministère de l’Enseignement
Supérieur, de la Recherche et de
l’Innovation MESRI
Ecole Polytechnique de
Ouagadougou EPO
Institut du Génie des Systèmes
Industriels et textiles (IGSIT)
BURKINA FASO
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Unité - Progrès - Justice
Professeur titulaire
du cours :
Dr LAMIEN

Introduction
La trempe est une opération de traitement thermique qui consiste à refroidir rapidement
un métal, généralement un alliage d’acier, pour modifier ses propriétés mécaniques,
notamment sa dureté et sa résistance. Ce processus implique un chauffage initial à une
température élevée, puis un refroidissement rapide dans un milieu spécifique (eau,
huile, air ; etc.)
Notre projet consiste à la simulation de la trempe de la fourche constituant le train
d’atterrissage avant d’un autogyre que nous avons conçu lors de notre projet de fin
d’année en génie mécanique 1.
I. Présentation de la pièce simulée et des propriétés du
matériaux
La pièce que nous avons choisi pour notre simulation est la fourche de la roue avant
d’un autogyre conçu en première année génie mécanique dans le cadre de notre projet
de fin d’année. La pièce sert à la fixation de la roue avant et constitue le train
d’atterrissage avant de l’appareil. Cette une pièce qui se doit d’ètre résistante car c’est
sur elle que repose le poids de l’appareil dans les premiers moments de l’atterrissage.
C’est fort de ce constat que nous avons jugé nécessaire d’effectuer une simulation de la
trempe de cette pièce.
Figure 1 : Autogyre conçu avec le logiciel SOLIDWORKS

Figure 2 : La fourche de l'autogyre ou la pièce simulée conçue avec le logiciel SOLIDWORKS
Pour la réalisation de notre projet nous avons utilisé le logiciel Comsol multiphysics
version 6.2. La simulation de notre pièce s’est déroulée en 3D en régime transitoire à
l’aide du module Metal Processing.
Notre simulation comporte essentiellement deux parties :
➢ Le chauffage : l’objectif du chauffage est d’élever la température de notre pièce
jusqu’à la température d’austénisation de l’acier qui se situe aux alentours de
900 degrés. Dans notre cas, afin de prendre en compte les pertes de chaleur
durant le chauffage, nous avons choisi une température de chauffage de 1000
degrés soit 1273.2K.
➢ Le refroidissement : la phase de refroidissement est capitale dans le processus
de trempe. En effet durant cette phase, il faudra jouer sur les paramètres tels que
le temps. En effet, en fonction du temps de refroidissement, plusieurs types de
microstructures peuvent de former.

Le matériau utilisé dans le cadre de ce projet est un type d’acier doux nommé API X60
pipeline steel.
Les paramètres de température pour le chauffage et de la température pour le
refroidissement sont donnés dans le tableau ci-dessous :
Figure 3 : Paramètres de température pour le chauage et le refroidissement
La température ambiante représente la température de notre fluide de refroidissement.
Les paramètres de décomposition de l’austénite sont les suivants :
Pour la simulation de la trempe différentielle de la fourche de l’autogyre, nous avons
mis au point des fonctions d’interpolation suivantes :
Figure 4 : Evoluon du coecient de transfert de chaleur en foncon de la température du uide de trempe

II. Résultats et discussions
Les figures suivantes présentent l’évolution de la chaleur latente pour les différentes
transformations de phase :
➢ Austénite à Ferrite :
Figure 5 : Evoluon de la chaleur latente obtenue par une interpolaon : cas de la transformaon de l'austénite en
ferrite
➢ Austénite à Perlite
Figure 6 : Evoluon de la chaleur latente obtenue par une interpolaon : cas de la transformaon de l'austénite en
perlite