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En anglaisNOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 1563 de février 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1563 (A32-201) "Fonderie - Fontes à graphite sphéroïdal " Révision 2018
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1807 (septembre 2018).
Auteur(s)
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Jian LU : Professeur en génie mécanique à l’Université de technologie de Troyes (UTT) - Directeur du département Génie des systèmes mécaniques et du Laboratoire des systèmes mécaniques et d’ingénierie simultanée (LASMIS)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Pour calculer une pièce à la fatigue, l’ingénieur doit pouvoir comparer, et cela sur un plan tout à fait général, la contrainte de travail de la pièce à une contrainte admissible limite.
En ce qui concerne la fatigue, les articles précédents sur les définitions et les diagrammes et sur les facteurs d’influence lui permettent d'estimer au mieux cette contrainte admissible limite, fonction de tous les paramètres précédemment pris en compte (sollicitation, géométrie, matériau, état de surface, température, traitements divers, etc.).
S'il est fixé a priori un coefficient de sécurité et que la comparaison l’amène à constater un écart important (en plus ou en moins) avec celui-ci, il devra alors faire évoluer un ou plusieurs des paramètres précédents soit en augmentant la contrainte admissible limite (aspect sécurité), soit en la diminuant (aspect économique).
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2. Choix d'un coefficient de sécurité
Pour calculer une pièce en fatigue, il faut choisir un coefficient de sécurité. Ce coefficient est souvent déterminé par la pratique d’une entreprise. On ne rappellera pas ici les différents types de diagrammes d’endurance qui peuvent être utilisés pour effectuer le calcul des coefficients de sécurité. On ne présentera que les diagrammes de Haigh et de Goodman pour un calcul uniaxial ou pour un calcul multiaxial utilisant l’approche des contraintes équivalentes. Ensuite, la définition dans le cas d’un critère de fatigue multiaxiale sera présentée.
2.1 Cas du diagramme de Haigh
Les deux méthodes les plus utilisées pour déterminer le coefficient de sécurité s à partir du diagramme de Haigh sont indiquées sur les graphiques de la figure 1.
HAUT DE PAGE2.2 Cas du diagramme de Goodman
Pour déterminer le coefficient de sécurité dans le cas du diagramme de Goodman, on ne dispose que de la seule méthode indiquée sur la figure 2.
HAUT DE PAGE2.3 Diagramme de fatigue multiaxiale
Le calcul du coefficient de sécurité, dans le cas général, pour une durée de vie N visée ou pour une limite d’endurance (quand N > 107 cycles), avec un critère de fatigue multiaxiale est illustré par la figure 3.
La durée de vie souhaitée est de N cycles. Le point représentatif du chargement M ′ est placé dans le diagramme du critère de fatigue en question. Nous calculons ensuite la valeur du coefficient de sécurité relative à la durée de vie exigée.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LU (J.), FLAVENOT (J.F.), DIBOINE (A.), LASSERRE (S.), FROUSTEY (C.), BENNEBACH (M.), PALIN-LUC (T.) - Development of a General Multiaxial Fatigue Criterion for High Cycles of Fatigue Behaviour Prediction. - Multiaxial Fatigue and Design, ESIS 21, Edit. by A. Pineau, G. Cailletaud, T.C. Lindley, Mechanical Engineering Publications, Londres, p. 477-487 (1996).
-
(2) - AKRACHE (R.) - * - Prévision de la durée de vie en fatigue des structures 3D par la méthode des éléments finis. Thèse de doctorat, UT Compiègne (1998).
-
(3) - BENNEBACH (M.) - Fatigue multiaxiale d’une fonte GS. Influence de l’entaille et d’un traitement de surface. - Thèse de doctorat, ENSAM (1993).
-
(4) - AUSTIN (B.A.), CROSSLAND (B.) - Low-endurance fatigue strength of thick walled cylinders, development of a testing machine and preliminary results. - Pro. Inst. IME, 180, pt 1, no 2, p. 43-62 (1965-1966).
-
(5) - DANG VAN (K.) - * - Sur la résistance à la fatigue des métaux. Science Technique Armement, Mémorial de l’artillerie...
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