MODELISATION DES COURBES D'ENDURANCE EN FATIGUE DE TRÈS GRAND NOMBRES DE CYCLES

Abstract

La fiabilité est un facteur important lors de la conception de pièces mécaniques. En effet, le dimensionnement des composants est principalement déterminé à partir des essais de fatigue dont les paramètres peuvent être exprimés à l’aide de la courbe d’endurance appelée aussi de Wöhler. Il est établi qu'une courbe d’endurance est le moyen le plus courant d’analyse et de prédiction de la durée de vie d’un matériau, d’un composant ou d’une structure lesquels sont soumis aux sollicitations mécaniques de fatigue. L'objectif primordial de cette étude est de modéliser les courbes de Wöhler par un lissage en partant des données expérimentales issues de la littérature. Notre approche s'apparente à une étude globale intégrant les principaux modèles de courbe d’endurance à grand et très grand nombre de cycles. Pour ce faire, la procédure proposée s'opère en trois étapes distinctes : la première se limite à la collection des données expérimentales via le logiciel 'GetData Graph Digitizer', la seconde est formulée par une proposition d'une multitude de fonctions mathématiques par l'intermédiaire du logiciel 'Curvre expert pro 2.7', enfin nous exploitations des résultats obtenus et nous choisissons le modèle mathématique le mieux approprié. Nous avons appliqué cette méthodologie à plusieurs alliages. Nous présentons les résultats obtenus pour chacun des alliages. Les fonctions obtenues par la simulation pourraient être ultérieurement employées en vue d'un calcul prévisionnel en durées de vie. Mots clés : Fatigue, endurance, chargement cyclique, durée de vie, courbe d'endurance, coefficient de corrélation. تلخيص الموثوقية عامل مهم عند تصميم الأجزاء الميكانيكية. في الواقع ، يتم تحديد حجم المكونات بشكل أساسي من خلال اختبارات الإجهاد ، والتي يمكن التعبير عن معلماتها باستخدام منحنى التحمل المسمى أيضًا Wöhler's. من المعروف أن منحنى التحمل هو أكثر الوسائل شيوعًا لتحليل وتوقع عمر مادة أو مكون أو هيكل يتعرض لضغوط الإجهاد الميكانيكي. الهدف الأساسي من هذه الدراسة هو نمذجة منحنيات Wöhler عن طريق الصقل بدءًا من البيانات التجريبية من الأدبيات. نهجنا مشابه لدراسة عالمية تدمج النماذج الرئيسية لمنحنى التحمل مع عدد كبير وكبير جدًا من الدورات. للقيام بذلك ، يتم تنفيذ الإجراء المقترح في ثلاث مراحل متميزة: الأولى تقتصر على جمع البيانات التجريبية عبر برنامج "GetData Graph Digitizer" ، أما الثانية فقد تمت صياغتها من خلال اقتراح العديد من الوظائف الرياضية بواسطة "الوسيط" من برنامج "Curvre expert pro 2.7" ، أخيرًا نستغل النتائج التي تم الحصول عليها ونختار النموذج الرياضي الأنسب. لقد طبقنا هذه المنهجية على العديد من السبائك. نقدم النتائج التي تم الحصول عليها لكل من السبائك. يمكن استخدام الوظائف التي تم الحصول عليها عن طريق المحاكاة لاحقًا للحساب التنبؤي للأعمار. الكلمات المفتاحية: التعب ، التحمل ، التحميل الدوري ، العمر الافتراضي ، منحنى التحمل ، معامل الارتباط

Abstract Reliability is an important factor when designing mechanical parts. Indeed, the sizing of the components is mainly determined from fatigue tests, the parameters of which can be expressed using the endurance curve also called Wöhler's. It is recognized that an endurance curve is the most common means of analyzing and predicting the life of a material, component or structure which is subjected to mechanical fatigue stresses. The primary objective of this study is to model the Wöhler curves by smoothing starting from experimental data from the literature. Our approach is similar to a global study integrating the main models of endurance curve with large and very large number of cycles. To do this, the proposed procedure takes place in three distinct stages: the first is limited to the collection of experimental data via the software 'GetData Graph Digitizer', the second is formulated by a proposition of a multitude of mathematical functions by the 'intermediary of the software' Curvre expert pro 2.7 ', finally we exploit the results obtained and we choose the most appropriate mathematical model. We have applied this methodology to several alloys. We present the results obtained for each of the alloys. The functions obtained by the simulation could subsequently be used for a predictive calculation of the lifetimes.

Keywords: Fatigue, endurance, cyclic loading, lifespan, endurance