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Contribution à l’étude du cumul de dommage en fatigue multiaxiale

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 19-12-2012
auteur(s) Shen Chen
jury N. Benseddiq, A. Talha, C.. Sarrazin-Baudoux, Z. Azari, A. Imad, M. Voda
école Université Lille 1
  
résumé Les enjeux de la compétitivité industrielle s’articulent autour du souci permanent lié à l’allègement des composants mécaniques tout en assurant un fonctionnement sécuritaire vis-à-vis des pièces sollicitées. Ce double challenge nécessite le développement d’outils prédictifs performants de plus en plus complexes. En effet, ils doivent prendre en compte la diversité des matériaux utilisés et de leurs propriétés mais également les conditions réelles de leurs utilisations, le plus souvent opérées, sous des chargements multiaxiaux, variables et aléatoires. Un bon nombre de travaux sur la prévision de l’endommagement par fatigue existe dans la littérature scientifique et notamment à propos des matériaux métalliques. La plupart de ces travaux sont basés sur l’établissement de critères de défaillance, qui peuvent ensuite être utilisés pour la vérification de la tenue en fatigue des structures métalliques travaillant à grand nombre de cycles. Les travaux de cette thèse se situent dans le cadre de l'endommagement et du cumul de dommage en fatigue sous chargement biaxial variable et non-proportionnel. On se base sur la loi de cumul de dommage développée en fatigue uniaxiale (DSM « Damage Stress Model ») et on propose une extension au cas multiaxial. Cette extension est rendue possible par l’utilisation de critères de fatigue multiaxiale de type global (Sines) et de type plan critique (DangVan et Robert) à durée de vie limitée et par la mise en œuvre d’une méthode itérative fournissant les indicateurs de dommage. Les résultats expérimentaux multiaxiaux en cumul issus de la bibliographie sont utilisés pour la validation de nos propositions ainsi que la performance du modèle vis-à-vis de la loi de Miner. Une étude expérimentale a été menée sur des éprouvettes cruciformes amincies au centre, en alliage d’aluminium 6082T6. Les résultats d’essais en fatigue biaxiale, qui ont servi de support pour la validation de notre modèle ainsi que la comparaison avec d’autres modélisations les plus courantes, ont été obtenus grâce à la plateforme multiaxiale d’essais de fatigue de notre laboratoire (plateforme à quatre vérins à implantations modulaires) et à un mode original de conduite des essais basé sur la régulation modale.
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