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1) Gradient de contraintes et plasticité cyclique en fatigue à grand nombre de cycles sur éprouvettes entaillées
2) Une méthode incrémentale et volumique de calcul de durée de vie en fatigue de structures métalliques entaillées sous chargements d'amplitude variable

[ jeudi 05-06-2008 13:00 | Ce séminaire a été annulé | français ]1) Gradient de contraintes et plasticité cyclique en fatigue à grand nombre de cycles sur éprouvettes entaillées
2) Une méthode incrémentale et volumique de calcul de durée de vie en fatigue de structures métalliques entaillées sous chargements d'amplitude variable
Thierry PALIN-LUC, Nicolas SAINTIER Laboratoire Matériaux Endommagement Fiabilité et Ingénierie des Procédés, Arts et Métiers ParisTech, Université Bordeaux 1
Résumé :
1) Le critère énergétique et volumique de fatigue multiaxiale à grande durée de vie développé au LAMEFIP et le concept de couche critique couplé au critère de Crossland sont comparés pour estimer la limite de fatigue d'éprouvettes entaillées en acier 42CrMo4 trempé revenu. Les essais de fatigue de références (effectués au CETIM) sont des essais de traction alternée symétrique et de flexion rotative sur des éprouvettes ayant des coefficients théoriques de concentration de contrainte variant de 1 à 3. Les gradients de contraintes (et de déformations) sont calculés par éléments finis en modélisant le comportement cyclique du matériau (supposé isotrope) de deux façons : (i) élastique linéaire, (ii) élastoplastique. Dans ce second cas, un modèle de comportement cyclique combinant un écrouissage isotrope et un écrouissage cinématique non-linéaire a été identifié d'après les boucles d'hystérésis stabilisées à mi-durée de vie obtenues lors des essais d'écrouissage cycliques sur éprouvettes lisses. Les limites de fatigue prévues d'après les résultats de calculs élastoplastiques sont nettement meilleures que celles obtenues avec les contraintes élastiques quel que soient le modèle de calcul en fatigue. Ceci permettra d'ouvrir une discussion sur la nécessité d'approches volumiques ou non et de calcul élastoplastiques cycliques ou élastiques en fatigue à grande durée de vie sur pièces entaillées.

2) L'objectif de cette étude, réalisée en collaboration avec l'Agence d'Essais Ferroviaires (AEF) de la SNCF, est de proposer une méthode de calcul de durée de vie sous chargements complexes (chargements multiaxiaux d'amplitude variable) en fatigue à grande durée de vie. Nous présentons une nouvelle méthode de calcul de durée de vie sous chargements multiaxiaux d'amplitude variable. La méthode proposée repose sur une approche énergétique volumique permettant de prendre en compte l’effet, sur la durée de vie, de la répartition spatiale des contraintes et des déformations dans la pièce. Basée sur une définition incrémentale du travail de déformation fourni au matériau, cette proposition s'affranchit de toute méthode de comptage de cycle et est apte à prévoir la durée de vie d'une structure soumise à une sollicitation quelconque d’amplitude variable. Les prévisions de cette méthode sont confrontées à des résultats de différents essais de la littérature, notamment obtenus sur des éprouvettes entaillées, et aux résultats expérimentaux de l’étude. Enfin la méthode proposée est appliquée à un cas industriel : la prévision de la tenue en fatigue de la toile d'une roue de train à grande vitesse sous chargements d’amplitude constante ou variable par blocs.