Dimensionnement en fatigue des assemblages soudés soumis a charges variables
Pièces mécaniques soudées - Dimensionnement en fatigue et nocivité des défauts

1.1 Endommagement en fatigue – Étapes – Facteurs d’influence

Alors que sous chargement statique monotone croissant, l’endommagement interne d’un matériau métallique n’apparaît qu’après épuisement des possibilités de déformation plastique, c’est-à-dire très tardivement lorsque la tri-axialité est faible, l’endommagement en fatigue se manifeste à partir d’un seuil de variabilité de charge et se cumule au fil des cycles de chargement selon une chronologie en trois étapes :

• amorçage d’une micro-fissure,

• propagation (croissance stable) de la fissure,

• rupture (croissance instable de la fissure) selon un mode ductile et/ou fragile.

En deçà d’un seuil de variabilité de charge, l’initiation d’un dommage sur une structure saine n’a pas lieu et un éventuel défaut plan préexistant ne se propage pas (défaut stable).

Par ailleurs, et alors que la seule connaissance de la contrainte équivalente et de la loi de comportement du matériau en traction (R _{p 0,2}, R _m, ∊ _r) à une température donnée sont suffisantes pour déterminer si le système se trouve dans le domaine élastique ou plastique sous une charge statique, l’endommagement en fatigue des assemblages soudés met en jeu de nombreux facteurs qui sont classés et que l’on retrouve en partie sur la figure 1 :

• Nombre de cycles appliqués : n ;

• Sollicitation :

  Comme la sollicitation évolue entre une valeur maximale et une valeur minimale, sa caractérisation requiert au moins deux paramètres :

  • une étendue de contraintes (ou variation d’amplitude de contrainte), qui se définit par la quantité :

    $$\text{Δ}\sigma ={\sigma }_{\text{max}}-{\sigma }_{\text{min}}$$

  • et un rapport de charge, égal à :

    $$R_{\sigma }$$