Contribution a l'etude du role du frottement sur le comportement et la duree de vie des cables monocouches

par MICHEL LABROSSE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Serge Dubigeon.

Soutenue en 1998

à Nantes .

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  • Résumé

    Malgre la grande experience acquise par les concepteurs, la duree de vie en service des cables metalliques est toujours mal connue. Generalement, la ruine des cables survient apres developpement de fissures amorcees au niveau des zones de contact entre les fils ; c'est le fretting, phenomene de degradation en petits debattements, qui est a l'origine des fissures. Notre investigation se limite aux cables monocouches (ou torons), tres utilises en genie civil. Ces cables sont le plus souvent ancres a leurs extremites et soumis a un chargement axial statique, auquel viennent se superposer des variations de tension et des sollicitations en flexion. Grace a un modele analytique, ou les fils du cable sont consideres comme des poutres, nous exprimons tout d'abord les contraintes integrees sur une section, ainsi que les efforts interfilaires, en fonction des deformations generalisees du centre de la section et des derivees des glissements interfilaires. En chargement axial cyclique, le calcul de l'energie dissipee dans un toron permet de montrer que le frottement sec joue un role parfaitement negligeable. Le phenomene de fretting n'est donc pas a craindre. Les essais que nous avons realises ont permis de calculer les valeurs experimentales des constantes du modele. Ils montrent l'efficacite du principe experimental utilise, a savoir l'etude de deux longueurs de cables a pas inverses mises bout a bout. Si l'on peut encore traiter analytiquement le cas de la flexion circulaire d'un toron, avec glissement interfilaire libre ou bloque, en revanche, l'etude de la flexion libre de petite amplitude, avec precontrainte axiale et frottement, a demande la mise au point d'un element fini. L'element macroscopique specialement concu pour la flexion a ete valide au moyen des resultats experimentaux et numeriques disponibles dans la litterature. Le frottement lors du glissement interfilaire en flexion peut etre pris en compte grace a un algorithme simple. Il apparait qu'avec un coefficient de frottement non nul, le glissement entre fils est d'autant plus reduit que la precontrainte est forte. Enfin, differents criteres simples destines a caracteriser la duree de vie d'un toron en flexion sont testes. Ils permettent de localiser la section la plus critique, mais aucun ne suffit a rendre compte de toutes les observations experimentales.


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  • Détails : 116 P.
  • Annexes : 80 REF.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.1720 bis
  • Library : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Odds : Th.1720
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98 NANT 2018
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98 NANT 2018
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