Présentation
NOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes citées dans cet article : A03-403 Décembre 1990, A03-404 Juin 1991, A03-405 Septembre 1991, A03-406 Novembre 1993 ont été annulées le 15/06/2016 pour la première et le 21/06/2017 pour les trois autres.
La version actualisée de cet article est prévue pour 2019.
Auteur(s)
-
Paul RABBE : Président de la Commission de Fatigue de la Société Française de Métallurgie et de Matériaux
-
Henri-Paul LIEURADE : Chef du Département Matériaux du Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)
-
André GALTIER : Chef du Service Fatigue-Rupture d’IRSID-USINOR Recherche et Développement
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
L’objectif des articles Essais de fatigue Parties I et II est de présenter les principales méthodes d’essais de fatigue qui sont développées soit pour comparer des matériaux et des procédés de fabrication soit pour obtenir les données nécessaires à la prévision des durées de vie à la fatigue.
La pratique rigoureuse de ces méthodes permet de bien rendre compte de l’effet des nombreux paramètres qui viennent affecter le comportement des matériaux et des composants mécaniques.
C’est pourquoi une analyse soignée des conditions de sollicitations existantes ou envisagées doit être entreprise préalablement à toute campagne d’essai, afin de définir le cahier des charges complet de l’opération.
Enfin, pour compléter les informations fournies dans cet article, le lecteur curieux pourra aussi consulter l’ouvrage consacré à la « Pratique des essais de fatigue » [47].
VERSIONS
- Version courante de juin 2022 par André GALTIER, Rémi MUNIER, Amandine PHILIPPOT, Bastien WEBER
DOI (Digital Object Identifier)
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1. Essais de fissuration par fatigue
Le tracé de la courbe de Wöhler permet de déterminer la limite de fatigue que l’on peut considérer comme la contrainte maximale que peut supporter le matériau sans que s’amorce une fissure ; or l’expérience a montré que, dans les pièces en service, il peut exister des défauts d’usinage, de soudage, de fonderie, des piqûres de corrosion, à partir desquels une fissure de fatigue peut se propager. Cela est encore plus vrai pour des structures réelles pour lesquelles la majeure partie de la durée de vie correspond à la propagation d’une fissure. D’où l’intérêt, à côté des essais d’endurance Essais de fatigue- Partie I, de l’étude de la propagation des fissures. C’est aussi le seul moyen de déterminer de façon précise la durée de vie résiduelle d’une pièce en service.
1.1 Application de la mécanique de la rupture
Le lecteur pourra également consulter l’article Essais mécaniques des métaux, dans ce traité.
À partir des concepts de la mécanique de la rupture [19], les contraintes au voisinage d’une fissure, au cours d’un cycle de fatigue, sont déterminées dès que l’on connaît les valeurs minimale Kmin et maximale Kmax du facteur K au cours de ce cycle. On peut en conclure, en particulier, que la vitesse de fissuration est contrôlée par ces deux paramètres. Si a est la longueur de la fissure et N le nombre de cycles, la vitesse de fissuration s’exprime alors par :
Si l’on pose ΔK = Kmax – Kmin et Rσ = Kmin /Kmax , ΔK est la variation de K au cours d’un cycle de fatigue, Rσ est le rapport des charges minimale et maximale car K est proportionnel à la charge ; d’où :
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