Development of a comprehensive process model for accurate prediction of quench induced distortion in a large size aircraft landing gear

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The manufacture of a landing gear requires special attention because it is the most mechanically solicited component of an aircraft with very tight geometric tolerances. SAFRAN Landing Systems, a world leader in landing systems, wants to increase its productivity in order to be more competitive. The process of manufacturing a landing gear made of high strength steel includes many machining steps to give the produce the desired geometry and a heat treatment to attain the required mechanical properties. However, the heat treatment process is accompanied by a change in geometry leading to possible part non-conformance thus resulting in an expensive concessions process sometimes ending with part rejection. To avoid this, a predictive model is needed to quantify this change. Improvement by trial and error is very expensive and non-viable. The use of numerical simulation is an interesting choice; however, the heat treatment process involves interactions of different physical domains such as the thermal, metallurgical and mechanical domains, making the problem very complex. Existing simulation models are unable to provide the required accuracy due to over-simplification of the physical models. As a result, the project will aim to deepen knowledge about the thermo-metallo-mechanical interactions involved in the heat treatment process to eventually have a more robust predictive model.#(cr)#(lf)La fabrication d'un train d'atterrissage nécessite des attentions particulières car celui-ci est le composant le plus sollicité mécaniquement d'un avion avec des tolérances géométriques très serrées. SAFRAN Landing Systems, un leader mondial dans les systèmes d'atterrissage, désire augmenter sa productivité afin d'être plus compétitif. Le processus de fabrication d'un train d'atterrissage, fait en acier à haute résistance, inclut des étapes d'usinage pour donner la géométrie et un traitement thermique pour offrir les propriétés mécaniques désirées. Cependant, le traitement thermique s'accompagne d'un changement de géométrie pouvant rendre la pièce non-conforme, ce qui enclenche un processus coûteux de concession qui peut pour parfois finir par un rejet du composant. Afin d'éviter cela, un modèle prédictif est nécessaire permettant de quantifier la déformation qui résulte du traitement thermique. L'amélioration par essais et erreurs est très couteuse et non viable. L'utilisation de la simulation numérique est un choix intéressant, par contre, le traitement thermique implique des interactions de différents domaines physiques : la thermique, la métallurgie et la mécanique, rendant le problème très complexe. Les modèles existants de simulation sont incapables de fournir la précision requise dû à sur-simplification mathématique des modèles physiques. De ce fait, le projet aura pour objectif d'approfondir les connaissances sur les interactions thermo-métallo-mécaniques pour éventuellement avoir un modèle prédictif plus robuste.