CRITERES DE FATIGUE MULTIAXIALE SOUS SOLLICITATIONS CYCLIQUES COMPLEXES

Abstract

Il est indispensable d'ordonnancer de moyens de prédiction du comportement des pièces mécaniques soumises aux conditions réelles de fonctionnement. Il est établi que la grande majorité des pièces mécaniques sont sollicitées par des chargements cycliques. Cette étude a un triple objectif: déterminer le trajet de chargement, prédire la durée de vie et étudier l'influence des paramètres de chargement sur la tenue en fatigue. Comme la littérature nous dispose des courbes d'endurance de l’acier SM 45C, nous sommes intéressés particulièrement au comportement de ce matériau. Nous avons choisi le critère de Papadoupolos pour lequel nous avons mis au point, sous le code Matlab, un programme de calcul prévisionnel de durée de vie. La méthodologie mise en œuvre permet de décrire le trajet de chargement pour un ensemble de plans physiques représentatifs afin d'en extraire le plan pour lequel la cission est maximale. Les trajets de chargements obtenus par la simulation distinguent les chargements proportionnels et non proportionnels. Nous avons tracé ces trajets en variant l'état de contraintes (biaxiales, multiaxiales), la nature des contraintes (alternées et moyennes), le déphasage entre les signaux des différentes composantes du tenseur de contraintes et la périodicité des cycles. La procédure mise au point permet aussi de déterminer la durée de vie ainsi que d'étudier l’influence de chacun des paramètres de chargement appliqué sur la tenue en fatigue du matériau étudié. Mots clés : Fatigue, chargement cyclique, trajet de chargement, contrainte, simulation, endurance.

Abstract It’s essential to schedule means for predicting the behavior of mechanical parts subject to real operating conditions. It has been established that the vast majority of mechanical parts are stressed by cyclicloading. This study has three objectives: to determine the loading path, to predict the lifetime and to study the influence of the loading parameters on the fatigue resistance. As the literature provides us with the endurance curves of SM 45C steel, we are particularly interested in the behavior of this material. We have chosen the Papadoupolos criterion for which we have developed, under the Matlab code, a program for the provisional calculation of service life. The methodology implemented makes it possible to describe the loading path for a set of representative physical planes in order to extract the plane for which the cissionis maximum. The loading paths obtained by the simulation distinguish proportional loads from non-proportional loads. We traced these paths by varying the state of stresses (biaxial, multiaxial), the nature of the stresses (alternating and average), the phase shift between the signals of the various components of the stress tensor and the periodicity of the cycles. The developed procedure al so makes it possible to determine the life time as well as to study the influence of each of the loading parameters applied on the fatigue strength of the material studied. Keywords : Fatigue, cyclicloading, loadingpath, stresse, simulation, endurance. تلخيص من الضروري جدولت الوسائل للتنبؤ بسلوك الأجزاء الميكانيكية الخاضعة لظروف التشغيل الحقيقية . وقد ثبت أن الغالبية العظمة من الأجزاء الميكانيكية تتعرض للضغط عن طريق التحميل الدوري, تحتوي هذه الدراسة على ثلاثة أهداف: تحديد مسار التحميل, تنبؤ بالعمر و دراسة تأثير معلمات التحميل على مقاومة الإجهاد. كما تبين لنا الأدبيات منحنيات التحمل وضعنا من أجلهPapadoupolosنحن مهتمون بشكل خاص بسلوك هذه المواد. لقد اخترنا معيار SM 45Cللفولاذ برنامج لحساب عمر الخدمة تتيح المنهجية التي تم تنفيذها وصف مسار الخطط لمجموعة من الخطط MATLABفي من اجل استخراج الخطة التي يكون الحد الأقصى للإرسال. مسارات تحميل التي تم الحصول عليها عن طريق محاكاة الأحمال المتناسبة والغير المتناسبة. لقد رسمنا هذه المسارات من خلال تغيير حالت الضغوط ( ثنائية المحور ومتعددة المحاور) و طبيعة الضغوط ( بالتناوب و المتوسطة) وتحول الطور بين إشارات المكونات المختلفة موتر الإجهاد وتواتر الدورات.الإجراء الذي تم تطويره يجعل من الممكن تحديد العمر وكذالك دراسة تأثير كل من معلمات التحميل المطبقة على قوة الإجهاد للمادة التي تمت دراستها