Étude comparative des durées de vie des structures soumises à des chargements cycliques non proportionnels

Abstract

Dans cette étude, nous avons comparé la durée de vie résultant du tenseur des contraintes pour un point matériel d'une structure soumis à des chargements non proportionnels, ce qui nous oblige à utiliser le critère du plan critique. Le critère du plan critique est l'outil adapté dans ce cas, car son rôle est de transformer la contrainte multiaxiale en contrainte uniaxiale, ce qui facilite le calcul de la durée de vie tout en la comparant à la courbe de fatigue appropriée. Le but de cette étude était de calculer la durée de vie en utilisant deux critères du plan critique, à savoir Papadopoulos et Findley. Pour ce faire, l'étude s'est déroulée en quatre étapes, la première étape consistait à appliquer la méthodologie à chaque critère de conditions et d'équations, la deuxième consistait à tester la convergence afin de déterminer le plan critique, la troisième consistait à tracer des trajets de chargement, et la quatrième à comparer la durée de vie résultant de chaque critère et à étudier l'effet de certaines grandeurs physiques, à savoir les impulsions et le déphasage. Mots clés : Chargements non proportionnels, tenseur de contrainte, plan critique, durée de vie الملخص: في هذه الدراسة، قمنا بمقارنة العمر الناتج عن موتر اإلجهاد لنقطة مادية من هيكل يتعرض للتحميل غير متناسب، األمر الذي يتطلب منا استخدام معيار المستوى الحرج. معيار المستوى الحرج هو األداة المناسبة في هذه الحالة، ألن دوره هو تحويل اإلجهاد متعدد المحاور إلى إجهاد أحادي المحور، مما يسهل حساب عمر الخدمة مع مقارنته بمنحنى الكالل المناسب. كان الهدف من هذه الدراسة هو حساب العمر باستخدام اثنين من معايير المستوى الحرج، وهما بابادوبولوس وفيندلي. وللقيام بذلك، تمت الدراسة على أربع مراحل، المرحلة األولى تتمثل في تطبيق المنهجية على كل معيار من الشروط والمعادالت، والثانية تتمثل في اختبار التقارب لتحديد المستوى الحرج، والثالثة تتمثل في تتبع مسارات التحميل، والرابع مقارنة العمر الناتج عن كل معيار ودراسة تأثير بعض الكميات الفيزيائية وهي النبضات وتحول الطور. الكلمات المفتاحية: األحمال غير التناسبية، موتر اإلجهاد، المستوى الحرج، عمر الخدمة Abstract In this study, we compared the lifespan resulting from the stress tensor for a material point of a structure subjected to non-proportional loading, which requires us to use the critical plane criterion. The critical plane criterion is the appropriate tool in this case, because its role is to transform the multiaxial stress into uniaxial stress, which facilitates the calculation of the service life while comparing it to the appropriate fatigue curve. The aim of this study was to calculate lifespan using two critical plane criteria, namely Papadopoulos and Findley. To do this, the study took place in four stages, the first stage consisted of applying the methodology to each criterion of conditions and equations, the second consisted of testing convergence in order to determine the critical plane, the third consisted to trace loading paths, and the fourth to compare the lifespan resulting from each criterion and to study the effect of certain physical quantities, namely pulses and phase shift. Keywords: Non-proportional loadings, stress tensor, critical plane, service life