Influence des défauts sur la tenue en fatigue des métaux soumis à des sollicitations cycliques multiaxiales PDF Download
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Author: Hicham Gadouini
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Book Description
Cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence des défauts sur le comportement en fatigue multiaxiale des matériaux métalliques. L'objectif étant de mettre en place une méthodologie pour le calcul de la durée de vie d'un ressort de suspension automobile dont le matériau initial contient des défauts d'élaboration. Cette méthologie doit prendre en compte les aspects liés au procédé de fabrication des ressorts, notamment les contraintes résiduelles, ainsi que les spécificités du chargement cyclique du ressort et en particulier la présence d'une contrainte moyenne due au poids du véhicule. Une étude expérimentale nous a permis d'évaluer l'influence de la contrainte moyenne sue la tenue en fatigue dans le cas d'un acier contenant des défauts. En se basant sur ces résultats, une méthode du calcul de la durée de vie est proposée. Cette méthode utilise un critère de fatigue multiaxiale basé sur la distribution des contraintes autour du défaut qui sont calculés à deux échelles : la structure et un volume élémentaire sollicité entourant le défaut. L'étude montre que le gradient des contraintes est une grandeur pertinente pour caractériser l'influence d'un défaut sur la limite d'influence d'un défaut sur la limite d'endurance du matériau. En plus, l'utilisation de l'écrouissage cinématique non linéaire permet de prendre en compte l'effet des contraintes moyennes sur la tenue en fatigue. Les confrontations des prédictions du critère et des résultats d'essais expérimentaux sur éprouvette et sur ressort sont détaillées dans ce manuscrit et des perspectives sont alors annoncées.
Author: Hicham Gadouini
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Book Description
Cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence des défauts sur le comportement en fatigue multiaxiale des matériaux métalliques. L'objectif étant de mettre en place une méthodologie pour le calcul de la durée de vie d'un ressort de suspension automobile dont le matériau initial contient des défauts d'élaboration. Cette méthologie doit prendre en compte les aspects liés au procédé de fabrication des ressorts, notamment les contraintes résiduelles, ainsi que les spécificités du chargement cyclique du ressort et en particulier la présence d'une contrainte moyenne due au poids du véhicule. Une étude expérimentale nous a permis d'évaluer l'influence de la contrainte moyenne sue la tenue en fatigue dans le cas d'un acier contenant des défauts. En se basant sur ces résultats, une méthode du calcul de la durée de vie est proposée. Cette méthode utilise un critère de fatigue multiaxiale basé sur la distribution des contraintes autour du défaut qui sont calculés à deux échelles : la structure et un volume élémentaire sollicité entourant le défaut. L'étude montre que le gradient des contraintes est une grandeur pertinente pour caractériser l'influence d'un défaut sur la limite d'influence d'un défaut sur la limite d'endurance du matériau. En plus, l'utilisation de l'écrouissage cinématique non linéaire permet de prendre en compte l'effet des contraintes moyennes sur la tenue en fatigue. Les confrontations des prédictions du critère et des résultats d'essais expérimentaux sur éprouvette et sur ressort sont détaillées dans ce manuscrit et des perspectives sont alors annoncées.
Author: Abdelmoutalib Berrehili
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 198
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Book Description
Le comportement en fatigue multiaxiale des polymères semi-cristallins non-renforcés est un sujet relativement peu abordé, en particulier du point de vue de la fatigue à grand nombre de cycles et de la formulation de critères d’endurance. Cette étude sur le polyéthylène haute densité avait deux objectifs : (i) caractériser la tenue en fatigue multiaxiale et formuler un critère d'endurance et (ii) comprendre les facteurs d'influence du comportement cyclé pour tenter d'identifier le(s) grandeur(s) critique(s) ou cumul(s) de grandeur(s) qui amènent à la fin de vie de l'éprouvette. Les essais de fatigue multiaxiaux (traction, torsion, compression) ont été réalisés sur des éprouvettes tubulaires minces en PEHD, avec une fréquence constante, une forme d'onde triangulaire et différents rapports de charge R (0, -1 et -¥). L'auto-échauffement de l'éprouvette a été réduit au minimum par la conception d'une enceinte thermique et les résultats ont été interprétés dans un cadre d'hypothèse isotherme pour la construction du critère. Un critère de fin de vie a été défini préalablement puisque la fin de vie de l'éprouvette intervient par une localisation macroscopique de la déformation. Il est basé sur la détection du début de l'adoucissement observé sur la cinétique de la déformation maximale. Ce critère est applicable à l'ensemble des conditions de sollicitation explorées, c’est-à-dire pour les trois trajets de chargement et les deux rapports de charge. Sur la base de ce critère de fin de vie, des courbes S-N ont pu être construites et un critère de fatigue a été proposé pour décrire le comportement en fatigue multiaxiale. Ce critère est construit en combinant les valeurs moyennes et maximales du deuxième invariant de la partie déviatorique du tenseur des contraintes. Il a été confronté à d'autres critères usuels, en contraintes principales notamment. Le critère proposé semble garder sa pertinence en l'appliquant sur un autre thermoplastique (Polypropylène), mais sa validité doit être confortée pour d'autres situations de chargement (essais combinés, rapports de charge plus élevés, autre gamme de fréquence, autres formes d’ondes...). Quelques aspects généraux ont été finalement discutés quant à la façon de caractériser la tenue en fatigue de ces matériaux : choix de la fréquence, analyse en vitesse de chargement, opportunité des méthodes accélérées d'auto-échauffement.Dans ce domaine de sollicitations, le second objectif était d'analyser les contributions viscoélastique, viscoplastique, d'endommagement sur l'évolution de la réponse cyclique conduisant à la fin de vie. Pour cela, les évolutions de température, de déformations, de forme des boucles d'hystérésis ont d'abord été examinées dans un cadre large (sollicitations multiaxiales, gamme de fréquences et de rapports de charge, conditions d'échanges thermiques). La dépendance en vitesse et les recouvrances menées après différents nombres de cycles indiquent qu'une part importante de la déformation générée au cours du cyclage est recouvrable, et font apparaître une contribution croissante mais mineure de la plasticité et/ou de l'endommagement au cours du cyclage. En conséquence, deux effets liés à la viscoélasticité ont été étudiés : le rôle du fluage sous l'effet de la contrainte moyenne et l'influence de l'histoire du chargement. Dans les conditions choisies, le cyclage a un effet accélérateur sur la déformation par rapport au fluage sous la même contrainte moyenne, mais l'histoire du chargement ne semble pas modifier notablement les mécanismes et en particulier la part de déformation plastique.
Author: Rabï Ben Sghaier
Publisher: Omn.Univ.Europ.
ISBN: 9786131558511
Category : Literary Criticism
Languages : fr
Pages : 196
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Book Description
Un modèle probabiliste pour la prévision du comportement en fatigue polycyclique des composants mécaniques soumis à des sollicitations multiaxiales est développé selon une approche probabiliste. Cette approche de prévision se base sur la détermination de la fiabilité de fatigue qui représente la probabilité de sécurité de la structure sollicitée. Le calcul de la fiabilité est effectué en utilisant la méthode d'approximation de premier ordre (FORM) et la méthode de simulation numérique de Monte Carlo. Le critère de fatigue multiaxiale de Crossland est utilisé avec prise en compte dans une première étape des dispersions des paramètres de fatigue du matériau et des dispersions dues aux sollicitations appliquées. Cette approche peut être toutefois considérée comme une méthode utile pour les études de conception. Elle garantit un niveau de confiance supplémentaire pour la prévision du comportement en fatigue des pièces grenaillées et des joints soudés grenaillés, et permet d'éviter également, l'usage des coefficients de sécurité souvent mal maîtrisés.
Author: Claude Bathias
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784050156
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 149
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Book Description
S’il est démontré que la rupture par fatigue peut se produire au-delà de 10^10 cycles, la question de la crédibilité de la notion de limite de fatigue normalisée se pose tant du point de vue pratique que fondamental. Après un état de l'art sur la fatigue gigacyclique des alliages industriels, cet ouvrage compile les résultats les plus récents sur cette même fatigue, incluant les phénomènes liés au champ de contraintes autour des défauts, la microplasticité, les transformations de phases, la dissipation thermique à haute fréquence, l'effet de la température et de la fréquence sur la courbe SN. Plus fondamentalement, le cas du fer Armco, bien connu pour sa courbe SN normalisée quasi-hyperbolique, est discuté dans le régime gigacyclique. Sur le plan pratique, la nonexistence du concept de durée de vie infinie est démontrée.
Author: Thomas Billaudeau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 255
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Ce travail a pour objectif la mise en place d'un critère d'endurance multiaxiale pour des matériaux métalliques contenant des défauts. Une étude expérimentale a permis de déterminer l'influence de la géométrie des défauts sur le seuil d'endurance, en traction et en torsion. L'observation des mécanismes a révélé l'existence du Stade I de la fatigue aux défauts, entraînant la nécessité de considérer la création de fissure dans les plans de glissement du matériau. Le critère est alors défini par une prise en compte de l'état de contrainte local, par l'intermédiaire des parties déviatorique et hydrostatique du tenseur, associée au gradient de la contrainte hydrostatique. La prise en compte de ce gradient décrit bien l'influence des défauts sur la limite d'endurance. Le critère a été validé pour des défauts de différentes morphologies (en forme et en taille), sous différents chargements (traction, torsion et traction/torsion) et pour différents matériaux.
Author: DENIS.. DELAGNES
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 276
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Book Description
LES MATRICES ET LES MOULES SONT SOUMIS A DES SOLLICITATIONS MECANIQUES ET THERMIQUES AU COURS DE L'INJECTION OU DU FORGEAGE, LA FATIGUE ETANT UNE DES PRINCIPALES CAUSES DE MISE AU REBUT DE CES OUTILS. L'OBJECTIF PRINCIPAL A ETE D'ETUDIER LE COMPORTEMENT ET L'ENDOMMAGEMENT EN FATIGUE ISOTHERME A DIFFERENTES TEMPERATURES (200C A 600C) DE 2 NUANCES (SMV3 ET ADC3) D'ACIER MARTENSITIQUE REVENU Z 38 CDV 5. UN TOTAL DE 182 ESSAIS DE FATIGUE A PERMIS D'ANALYSER LES INFLUENCES DU NIVEAU DE SOLLICITATION, DE LA TEMPERATURE D'ESSAI ET DE LA DURETE INITIALE. L'ACIER Z 38 CDV 5 PRESENTE UNE DECONSOLIDATION CYCLIQUE CONTINUE CARACTERISTIQUE DES ACIERS MARTENSITIQUES REVENUS. LES AMPLITUDES DE DECONSOLIDATION SONT DES FONCTIONS CROISSANTES DE L'AMPLITUDE DE DEFORMATION TOTALE ET DECROISSANTE DE LA TEMPERATURE (JUSQU'A 550C) ET DE LA DURETE (ENTRE 42 HRC ET 50 HRC). EN TERME DE DUREES DE VIE, DANS UN DIAGRAMME DE MANSON-COFFIN, LES INFLUENCES DE LA TEMPERATURE ET DE LA DURETE SONT LIMITEES. PAR CONTRE, DANS UN DIAGRAMME DE BASQUIN, UNE ELEVATION DE LA TEMPERATURE OU UNE DIMINUTION DE LA DURETE INDUISENT DES PERTES DE DUREE DE VIE CONSIDERABLES (UN FACTEUR 1000 POUR UNE DIMINUTION DE 8 HRC!) DES ESSAIS INTERROMPUS ONT MONTRE QUE LE STADE D'AMORCAGE OCCUPAIT LA MAJEURE PARTIE DE LA DUREE DE VIE POUR LES DUREES DE VIE PROCHES DE 10#5 CYCLES. 3 SITES D'AMORCAGE PREFERENTIELS ONT ETE IDENTIFIES ET ANALYSES: - INCLUSIONS NON METALLIQUES (200C-400C) - JOINT DE LATTE (200C-400C) - ANCIEN JOINT DE GRAIN AUSTENITIQUE (500C-600C) LES TENUES EN FATIGUE DES NUANCES SMV3 ET ADC3 QUI DIFFERENT PAR LEUR TENEUR EN SILICIUM ET PAR LEUR TAUX D'IMPURETES ONT ETE COMPAREES. LA NUANCE ADC3 PRESENTE DES DUREES DE VIE 4 FOIS PLUS ELEVEES A 550C AUX FORTES DUREES DE VIE. L'HYPOTHESE DE L'INFLUENCE DU SILICIUM SUR LA PRECIPITATION DE CARBURES SPECIAUX AU COURS DU REVENU A ETE AVANCEE ET VERIFIEE A L'AIDE D'OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE EN TRANSMISSION DES CARBURES.
Author: Anouar Nasr
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 370
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Book Description
L'amorçage en fatigue des composants mécaniques se produit souvent au niveau des défauts très proches des surfaces. Ces défauts sont souvent dus aux modes d'élaboration des matériaux tels que le moulage et le laminage. Ils peuvent exister dans divers matériaux : les fontes à graphite sphéroïdale, les aciers, les alliages d'aluminium, etc. Même, si les technologies et les moyens actuels permettent une bonne optimisation des procédés d'élaboration, l'existence de ces défauts ne peut pas être complètement évitée. Ils peuvent être de différentes natures, le plus souvent: des retassures, des soufflures et des inclusions. Ils ont différentes formes (sphérique dans le cas d'une porosité et complexe dans le cas d'une retassure) et des tailles très variables : de quelques micromètres à quelques millimètres près. Il a été clairement observé, lors des essais de fatigue, que les défauts localisés en surface sont plus dangereux que ceux situés au cœur du matériau. De même, il s'est avéré que la plage de variation et la distribution statistique des tailles des défauts sont des paramètres influant sur la tenue en fatigue des matériaux à défauts.
Author: BIENVENU.. KENMEUGNE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 288
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE CONCERNE L'OPTIMISATION DES CRITERES DE FATIGUE EN CONTRAINTE ET UNE NOUVELLE METHODE GENERALE D'ESTIMATION DE DUREE DE VIE EN FATIGUE MULTIAXIALE D'AMPLITUDE VARIABLE. IL COMPORTE TROIS PARTIES PRINCIPALES: LA PREMIERE PARTIE TRAITE D'UN PASSAGE CONTINU ENTRE LES DEUX APPROCHES PROPOSEES PAR LE LABORATOIRE (APPROCHE GLOBALE ET CELLE DITE DU PLAN CRITIQUE), D'UNE MEILLEURE PRISE EN COMPTE DE L'INFLUENCE EN FATIGUE DES FORTES CONTRAINTES MOYENNES DE COMPRESSION, ET D'UN NOUVEAU CRITERE D'APPROCHE GLOBALE METTANT SUR UN PLAN D'EGALITE TOUS LES PLANS PHYSIQUES POSSIBLES. LA DEUXIEME PARTIE DU TRAVAIL CONCERNE L'OPTIMISATION DES TEMPS DE CALCUL DES CRITERES PAR LE BIAIS DE DIVERS ALGORITHMES DE DETERMINATION DES PARAMETRES DES CONTRAINTES ET L'OBTENTION DU PLAN CRITIQUE OU DE L'INDICE DE FATIGUE DU CRITERE, SUIVANT L'APPROCHE UTILISEE. LE TRAVAIL REALISE A PERMIS DE DIMINUER FORTEMENT LES TEMPS DE CALCUL SANS ALTERER LA PRECISION DES RESULTATS OBTENUS. LA DERNIERE PARTIE DE CETTE THESE CONSISTE A PROPOSER ET VALIDER UNE NOUVELLE METHODE D'ESTIMATION DE DUREE DE VIE EN FATIGUE MULTIAXIALE D'AMPLITUDE VARIABLE, GRACE A UNE NOUVELLE VARIABLE DE COMPTAGE DES CYCLES, PLUS PHYSIQUE QUE CELLE EMPLOYEE JUSQU'ALORS ET AMELIORANT SA REPRESENTATIVITE DU CARACTERE CYCLIQUE DES SOLLICITATIONS. CE TRAVAIL PERMET AUJOURD'HUI A LA METHODE GENERALE DU L.M.SO. D'ETRE EXPLOITABLE EN MILIEU INDUSTRIEL GRACE A UN GAIN DE PLUS DE 99% DES TEMPS DE CALCUL PAR RAPPORT A CE QUI EXISTAIT AUPARAVANT
Author: Claude Bathias
Publisher:
ISBN: 9782746217140
Category :
Languages : fr
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Book Description
Author: Gérard Cordier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 150
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Book Description
ETUDE DU COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE DE L'ACIER 316 SOUS SOLLICITATIONS CYCLIQUES ET APPLICATION AU CALCUL D'UNE STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE. MISE AU POINT D'UN OUTIL DE CALCUL ELASTOPLASTIQUE CYCLIQUE DE STRUCTURES A GEOMETRIE COMPLEXE. VERIFICATION DES REGLES PRECONISEES PAR LE CODE CASE 1592 DE L'ASME POUR JUGER DE LA TENUE EN FATIGUE DE CES STRUCTURES. NECESSITE D'UNE ANALYSE POUSSEE DES CONDITIONS D'ENDOMMAGEMENT DE L'ACIER. APPROCHE PHYSIQUE DES PROCESSUS D'ECROUISSAGE ET D'ENDOMMAGEMENT AU NIVEAU DU GRAIN ET DE L'INFLUENCE DE L'EFFET DE MOYNNATION SUR LE COMPORTEMENT DU MATERIAU POLYCRISTALLIN. (ENPC)
