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Contribution à l’étude de la prédiction de la durée de vie en fretting-fatigue: application à un contact acier-alliage d’aluminium

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 04-07-2013
auteur(s) Belloula Amar
jury M. Nait Abdelaziz, A. Amrouche, S. Fouvry, J.L. Robert, Z. Azari, N. Benseddiq, C. Rubio
école Université Lille 1
  
résumé Le but de cette étude est la prédiction de la durée de vie à l'initiation de la fissure d'un contact acier/aluminium sous la sollicitation de fretting fatigue. La prédiction des durées de vie a été déterminée à l'amorçage des fissures en fonction des différents chargements appliqués. Un dispositif expérimental adapté sur un banc d'essai multiaxial de fatigue a été mis au point. Des essais ont été réalisés sur un alliage d’aluminium de la série 6082-T6 avec un chargement d'amplitude constante suivant différents niveaux de chargement. Les résultats obtenus montrent un abattement de la durée de vie par rapport à la fatigue classique. Les sites d’amorçage des fissures ont été identifiés par analyse micrographique. La modélisation par éléments finis a été menée en utilisant un code de calcul extit{Abaqus}. Les champs de contraintes et de déformations identifiés ont été utilisés sur différents critères de fatigue multiaxiale basés sur les plans critiques. Les résultats de la prédiction donne une sous estimation de la durée de vie en fretting fatigue. Ceci est dû aux forts gradients présent au niveau de la zone perturbée par le contact. Afin d'améliorer la prédiction et la prise en compte du gradient, nous avons utilisé une méthode de champs moyens avec différentes tailles des zones d'élaboration. Cette technique a été couplée avec les critères de fatigue multiaxiale. Les estimations obtenues présentent une bonne corrélation avec les résultats expérimentaux. Néanmoins, la taille de la zone d'élaboration optimale semble dépendre du critère de fatigue multiaxiale utilisé et des conditions de chargement appliquées. Cette zone ne semble pas être liée directement avec la microstructure (taille du grain) pour le matériau étudié. Dans une structure les sollicitations sont variables. Nous avons couplés la démarche ci-dessus avec deux lois d'endommagement: loi linéaire de Miner et loi non linéaire dite de la contrainte endommagée (DSM) pour la prédiction avec des chargements par blocs. Les prédictions obtenues sont satisfaisantes.
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