Hostname: page-component-cd9895bd7-hc48f Total loading time: 0 Render date: 2024-12-27T13:46:15.617Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Modélisation et expérimentation du décapage par jet d'eau haute pression

Published online by Cambridge University Press:  24 February 2004

Tarek Mabrouki ,
Alain Cornier ,
Hafiz Osman  and
Kadour Raissi
Tarek Mabrouki
Affiliation:
INSA-Lyon, Laboratoire LaMCoS, Bât. Joseph Jacquard, 27 avenue Jean Capelle, 69621 Villeurbanne Cedex, France
Alain Cornier
Affiliation:
ENSAM Institut Conception, Mécanique et Environnement, Savoie Technolac-BP 295, 73375 Le Bourget Du Lac Cedex, France
Hafiz Osman
Affiliation:
Valeo Transmissions – R&D Centre, ZI Nord, Rue de poulainville, 80009 Amiens Cedex 1, France
Kadour Raissi
Affiliation:
ENSAM Paris, 151 Bd de l'hôpital, 75013 Paris, France
Get access

Abstract

Cet article propose une modélisation numérique tridimensionnelle du procédé de décapage par jet d'eau HP. L'exemple traité concerne un dépôt aéronautique : peinture de type polyuréthane déposée sur un métal homogène infini, A2024, de type carlingue d'avion. Le calcul numérique a été effectué en utilisant le code DYNA3D. Les résultats hydrodynamiques montrent l'importance de l'aplatissement du jet sur la cible traitée. Il s'avère qu'un jet d'eau en mouvement par rapport à la cible à décaper génère des contraintes de cisaillement provoquant un enlèvement du revêtement selon un mode d'érosion. En terme de modélisation, ce phénomène a été mis en évidence grâce à un critère seuil qui simule l'enlèvement des mailles lagrangiennes ainsi soumises aux contraintes générées par l'action du jet sur la cible. Cette érosion est accentuée par un autre phénomène qui se traduit par une concentration des contraintes de traction sur la cible selon la ligne médiane de l'empreinte, lieu géométrique du déplacement du centre du jet. Ces contraintes peuvent générer des fissures qui à leur tour peuvent être des sites privilégiés traversés par des micro-jets à vitesses élevées. L'enlèvement du revêtement est ainsi accéléré. Les résultats ont été validés par des essais expérimentaux.

Keywords

waterjetstrippingerosionmodellingjet d'eaudécapageérosionmodélisation
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 5 , Issue 1 , January 2004 , pp. 11 - 25
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2004

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

H. Louis, W. Schikorr, Fundamental aspects in cleaning with high-speed waterjets, Proc 6th Int Conf Jet Cutting Techn. Guildford (1982) 217–228
A.F. Conn, Waterjet cleaning for in-factory application, Proc. 11th Int. Conf. Jet Cutting Techn. Dordrecht (1992) 443–449
S.S. Wu, T.J. Kim, An application study of plain waterjet process for coating removal, Proc 8th Int. Conf. Jet Cutting Techn. Houston (1995) 779–792
Kaye, P.L., Pickles, C.S.J., Field J.E., Julian K.S., Investigation of erosion process as cleaning mechanism in the removal of thin deposited soils, Wear 186-187 (1995) 413–420 CrossRef
Leu, M.C., Meng, P., Geskin, E.S., Tismeneskiy, L., Mathematical modeling and experimental verification of stationary waterjets cleaning process, Trans. ASME J. Manuf. Sc. Engin., 120 (1998) 571–579 CrossRef
Meng, P., Geskin, E.S., Leu, M.C., Li, F., Tismeneskiy, L., An analytical and experimental study of cleaning with moving waterjets, Trans. ASME J. Manuf. Sc. Engin., 120 (1998) 580–589 CrossRef
G.S. Springer, Erosion by Liquid Impact. Scripta Publishing Co., Washington, DC, (1976)
T. Mabrouki, A. Cornier, K. Raissi, Experimental investigation and numerical modeling of HP pure waterjet impingement in the aeronautical decoating process, 13th Int. Conf. Surf. Treat. Aeron. Aeros. Ind. Surfair 2000, (Cannes 14–16 June 2000)
T. Mabrouki, A. Cornier, K. Raissi, The study of HP pure waterjet impact as the primary mechanism of paint decoating process, 14th Int. Conf. Jetting Techn. (Brugge Belgium 21–23 September 1998) pp. 563–577
T. Mabrouki, K. Raissi, A. Cornier, Numerical simulation of high velocity pure waterjet impingement on coated material. 15th Int. Conf. Jetting Techn. (Ronneby Sweeden, 6–8 September 2000) pp. 199–217
T. Mabrouki, exploration expérimentale et modélisation numérique des impacts fluidiques : Contribution à l'étude du décapage par Jet d'eau pure HP, Thèse de Doctorat ENSAM-Paris-France (6 juin 2000)
Mabrouki, T., Raissi, K., Cornier, A., A numerical simulation and experimental study of the interaction between a pure high-velocity waterjet and targets: contribution to investigate the decoating process. Wear 239 (2000) 260–273
Yanaida, K., Flow characteristics of water jets. Proc. 2nd Int. Symp. Jet Cutting Tech., BHRA Fluid Engng., Cranfield (1974) A2/19–A2/32
Neusen, K.F., Gores, T.G., Amano, R.S., Axial variation of particle and drop velocities downstream from an abrasive water jet mixing tube, N.G. Allen (ed.). Jet Cutting Tech. Mechan. Engng. Publ. Ltd., London (1994) 93–103 Google Scholar
R.A. Tikhomirov, V.B. Babanini, E.N. Pethukov, High-pressure jet cutting, ASME Press, New York (1992)
J.O. Hallquist, LS-DYNA3D : Theoretical manual (Livermore Software Technology) (1997)
Adler, W.F., Waterdrop impact modeling, Wear 186-187 (1995) 341–351 CrossRef
LS-Dyna3D Course, Fluid/Structure coupling (Dynalis-ChE-19-10-1998)
D.J. Benson, Momentum advection on a staggered mesh, J. Comp. Phys. 100 (1992)
M.C. Rochester, J.H. Brunton, High-speed impact of liquid jets on solids, 1st Int. Symp. on Jet Cutting Technology (Coventry 1972)