Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Raed KOUTA : Docteur en mécanique - Maître de conférences, université Technologique de Belfort-Montbéliard
-
Daniel PLAY : Ingénieur, Docteur, professeur d'université à l'institut national des Sciences appliquées de Lyon
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
Le calcul prévisionnel de la durée de vie d'un système, ou d'un composant, mécanique, fonctionnant dans des conditions réelles d'usage, s'effectue à partir de l'état de fatigue des matériaux constitutifs des composants étudiés.
La fatigue des matériaux se manifeste chaque fois que les efforts et les sollicitations varient au cours du temps. Ces sollicitations aléatoires prennent des allures très variées (consulter [BM 5 030] et [BM 5 031]). La rupture peut ainsi apparaître avec des contraintes relativement faibles, quelquefois inférieures à une limite conventionnelle appelée « limite d'endurance » SD .
La fatigue des matériaux est abordée de deux façons.
La première repose sur une approche globale où le matériau est considéré comme un milieu homogène à une échelle macroscopique. Les caractéristiques mécaniques du matériau sont présentés par les courbes de fatigue, dont la plus connue est la « courbe de Wöhler ». Les points critiques des composants sont définis par les points de sollicitations les plus dommageables, et les calculs de durée de vie sont faits en ces points.
La seconde façon d'aborder la fatigue des matériaux repose sur une approche locale où sont considérés des défauts caractéristiques potentiels du matériau (fissures). Dans ces zones, les sollicitations conduisent à la définition d'une vitesse de fissuration, et la rupture est obtenue lorsqu'une longueur limite de fissure est atteinte.
Ces deux façons d'aborder le calcul de la durée de vie en fatigue des systèmes, ou des composants mécaniques utilisent les mêmes distributions de charges aléatoires.
La présentation de ce dossier sera cependant limitée à l'approche globale, car cette façon d'aborder la résistance des matériaux est très largement répandue et repose sur une large compétence dans l'industrie. Un gain significatif de la qualité des prévisions est alors attendu avec la prise en compte des sollicitations aléatoires. Signalons toutefois que la seconde approche n'est pas exclue et que tous les développements présentés ici peuvent être extrapolés.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Fonctions et composants mécaniques
(214 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Calcul de l'endommagement et de la durée de vie à partir de la Densité spectrale de puissance (DSP)
En anglais
3. Apports et influence des modélisations statistiques d'une contrainte aléatoire dans le calcul de la durée de vie
3.1 Principe du calcul du dommage
Les données, autour desquelles existent des modèles théoriques de densité de probabilité, sont de trois sortes :
-
les amplitudes regroupées en classes ;
-
les amplitudes extrêmes ;
-
l'enveloppe de la sollicitation.
-
Ainsi, trois modèles de calcul vont être présentés dans les paragraphes suivants. L'évolution du dommage est toujours calculée à partir du modèle de Miner. On écrit qu'un élément de dommage par fatigue dD est dû à un élément de sollicitation dn. Selon la loi de Miner :
![]()
( 8 )
avec :
- dn :
- nombre d'amplitudes de la sollicitation étudiée au niveau compris entre S et S + ds.
( 8 )
-
Pour une durée donnée T, dn ≥ N T × f S (s ) · ds, avec N T , le nombre total des sollicitations et f S (s ) la densité de probabilité de la contrainte dont le niveau est égal à S.
-
Pour une sollicitation mesurée avec un pas de temps
![]()
(fe : fréquence d'échantillonnage), le nombre total des sollicitations est égal à N T ≥ fe × T....
(fe : fréquence d'échantillonnage), le nombre total des sollicitations est égal à N T ≥ fe × T....
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Fonctions et composants mécaniques
(214 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Apports et influence des modélisations statistiques d'une contrainte aléatoire dans le calcul de la durée de vie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LIEURADE (H.-P.) - Estimation des caractéristiques de résistance et d'endurance en fatigue – La fatigue des matériaux et des structures. - Collection université de Compiègne, Éditeurs scientifiques : Bathias, C., Bailon, J. P., Les presses de l'université de Montréal (1980).
-
(2) - FATEMI (A.), YANG (L.) - Cumulative fatigue damage and life prediction theories : a survey of the state of the art for homogeneous materials. - Int J Fatigue, 20(1), p. 9-34 (1998).
-
(3) - LELUAN (A.) - Méthodes d'essais de fatigue et modèles d'endommagement pour les structures de véhicules ferroviaires. - Revue générale des chemins de fer, Gauthier-Villars éditions, p. 21-27, déc. 1992.
-
(4) - BROZZETTI (J.), CHABROLIN (B.) - Méthodes de comptage des charges de fatigue. - Revue Construction Métallique, no 1 (1986).
-
(5) - LALANNE (C.) - Vibrations et chocs mécaniques – tome 4 : Dommage par fatigue. - HERMES Science Publications, Paris (1999).
- ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Fonctions et composants mécaniques
(214 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
