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
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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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3. Prise en compte des sollicitations d’amplitude variable
L’estimation du comportement en fatigue des composants ou des structures en service est un problème qui nécessite une réponse pluridisciplinaire qui prend en compte le type de chargement cyclique qui correspond généralement à des sollicitations d’amplitudes variables [25].
Différentes démarches peuvent être utilisées qui dépendent de la connaissance de la structure considérée, de celle des sollicitations en service et du type d’équipement disponible pour les essais.
Le présent chapitre se propose, d’une part de préciser les différentes approches expérimentales utilisées pour estimer la durée de vie en service, d’autre part de déterminer l’influence des principaux paramètres expérimentaux.
3.1 Notion d’endommagement. Lois de dommage
Les essais de fatigue effectués pour déterminer le diagramme d’endurance (courbe de Wöhler) sont effectués à amplitude constante.
En pratique, il est relativement rare qu’une pièce soit soumise à de tels chargements, les sollicitations contenant plusieurs niveaux d’amplitude et/ou de valeur moyenne. On peut alors avoir une idée de l’endommagement subi à l’aide de la loi de Palmgren-Miner qui repose sur les considérations suivantes [26].
Le dommage d introduit par l’application de ni cycles sous l’amplitude σi pour laquelle la durée de vie est Nri , est donné par la fraction de vie :
On suppose que le dommage est cumulatif de manière linéaire et que la rupture se produit lorsque le dommage atteint la valeur 1 (figure 19) :
![](figures/ul-m4171niv10003/1/sl4073364-web.gif)
Si cette loi a été vérifiée dans un certain nombre de cas, elle est souvent en défaut (évolution du matériau au cours des cycles, relaxation, etc.) et, surtout, elle ne tient pas compte de l’ordre dans lequel les différents niveaux de la sollicitation sont appliqués (histoire du chargement, effet de surcharge, de sous-charge) qui est un facteur prépondérant. Néanmoins,...
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