La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI 116 - Matériaux de lingénieur Des Matériaux Section 7.5 Sauf 7.5.4 Phénomène de fatigue.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI 116 - Matériaux de lingénieur Des Matériaux Section 7.5 Sauf 7.5.4 Phénomène de fatigue."— Transcription de la présentation:

1 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Des Matériaux Section 7.5 Sauf Phénomène de fatigue

2 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Lapplication de charges variables un très grand nombre de fois peut entraîner la rupture du matériau même si ces charges sont inférieures à la résistance ultime ou la limite élastique du matériau. Ce phénomène est connu sous le terme de fatigue. On estime quenviron 80% des ruptures des matériaux sous charge de service sont reliées à la fatigue. Un chargement de fatigue est caractérisé par une sollicitation variable dont la moyenne peut être nulle, positive ou négative.

3 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Type de chargement Sinusoïdal Périodique Aléatoire

4 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Paramètres Amplitude de contraintes: ½ ( max – min ) Variation de contraintes: max – min Contrainte moyenne:½ ( max + min ) Rapport des contraintes (R): min / max

5 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Lessai de fatigue Fatigue-endurance défor. élastiques N 10 4 cycles Fatigue plastique défor. plastiques N< 10 4 cycles Vidéo 7.21 R = min / max

6 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur À partir dessais en laboratoire, on peut tracer une courbe dendurance (courbe de Wöhler)

7 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Courbe dendurance zone de fatigue oligocyclique (N < 10 4 cycles) zone dendurance limitée (10 4 < N < 10 6 cycles) zone de sécurité (N > 10 7 cycles) D Limite dendurance, D Probabilité de 50% de rupture

8 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur La limite dendurance asymptotique nest pas présente chez tous les matériaux ductiles. Quant aux matériaux fragiles, le courbe dendurance se réduit pratiquement à une ligne horizontale.

9 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Mécanismes de fatigue IAmorçage de lendommagement IIPropagation de la fissure IIIRupture IVZone de non-rupture Vidéo 7.27

10 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Vitesse de propagation de la fissuration Les défauts conduisent à une concentration de contrainte qui entraînent lapparition de fissure. Toutefois même une surface lisse peut progressivement développer des irrégularités (vidéo 7.29) On doit sassurer que ces fissures natteindront pas la longueur critique qui conduira à une rupture fragile de la pièce.

11 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Facteurs influençant le comportement en fatigue A. Les facteurs métallurgiques - composition chimique - répartition des phases - défauts de fabrication - traitements thermiques - microstructure - inclusions

12 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur B. Les conditions de sollicitation Pour une même amplitude de contrainte, la durée de vie est d autant plus courte que la contrainte moyenne est élevée.

13 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur C. Létat de surface

14 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur D. La géométrie

15 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur E. Lenvironnement

16 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur F. La fréquence doscillation

17 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Fatigue thermomécanique Des cycles thermiques sévères peuvent aussi provoquer un endommagement et la rupture

18 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur Exemple Une pièce dacier 4340 est soumise en service à des contraintes variant sinusoïdalement dans le temps (rapport des contraintes R = -1). Les propriétés mécaniques de la pièce sont les suivantes: R e0,2 = 800 MPa; R m = 1000 MPa; A = 11%; K c =66 MPa.m 1/2 Sous ce chargement cyclique, il se forme une fissure de fatigue caractérisée par un facteur géométrique = 1,2. A) Si max appliqué en service est de 500 MPa, quel sera la longueur critique l c1 entraînant la rupture brutale? B) Pour cette longueur combien de cycles N la pièce aura-t-elle subi? C) Si une surcharge accidentelle se produisait en service, quelle serait la longueur maximum l c2 de la fissure permettant déviter la rupture fragile.

19 4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI Matériaux de lingénieur A) B) R = -1 a = 500 MPa N = 10 6 cycles C)


Télécharger ppt "4. Propriétés mécaniques: fatigue GCI 116 - Matériaux de lingénieur Des Matériaux Section 7.5 Sauf 7.5.4 Phénomène de fatigue."

Présentations similaires


Annonces Google