Conception d’une aube de turbine à gaz en matériaux composites

Abstract

Résumé : Ce travail de fin d'études s’inscrit dans le cadre de l’optimisation des aubes de turbine, un élément clé dans les systèmes de propulsion aéronautiques. À travers une approche en trois volets, nous avons d’abord étudié les défis liés à la complexité géométrique des aubes, en soulignant l’importance de la précision dimensionnelle et du contrôle qualité dans le processus de fabrication. Ensuite, une analyse approfondie des matériaux composites couplée à la modélisation par éléments finis a permis de mieux comprendre le comportement des matériaux sous différentes sollicitations. Cette phase a mis en évidence le rôle fondamental de la simulation numérique dans la réduction des coûts et des délais de prototypage. Enfin, une étude de cas sur la modélisation d’une pale de turbine, incluant plusieurs scénarios de refroidissement, a révélé l’impact direct des choix géométriques et des matériaux sur les performances globales de la pièce. L’Inconel 718 s’est avéré particulièrement performant, malgré une densité relativement élevée Ce mémoire souligne l’importance d’une démarche intégrée, combinant modélisation avancée, choix matériaux adaptés et compréhension fine des phénomènes physiques, pour répondre aux exigences de performance, de fiabilité et d’innovation du secteur aéronautique moderne. الملخص:يتعلق هذا المشروع النهائي بدراسة تحسين شفرات التوربين، وهو عنصر رئيسي في أنظمة الدفع الجوية. من خلال نهج يتكون من ثلاثة أجزاء، قمنا أولاً بدراسة التحديات المتعلقة بالتعقيد الهندسي للشفرات، مع تسليط الضوء على أهمية الدقة dimensional ومراقبة الجودة في عملية التصنيع.بعد ذلك، سمحت لنا تحليل المواد المركبة المتعمق والذي تم دمجه مع نمذجة العناصر المنتهية بفهم أفضل لسلوك المواد تحت ضغوط مختلفة. أظهرت هذه المرحلة الدور الأساسي للمحاكاة الرقمية في تقليل التكاليف وأوقات النماذج الأولية.أخيرًا، كشفت دراسة حالة عن نمذجة شفرة توربين، شملت عدة سيناريوهات للتبريد، عن التأثير المباشر للاختيارات الهندسية والمواد على الأداء العام للقطعة. وقد تبين أن Inconel 718 كان ذا أداء متميز. ...