Fiabilité en fatigue polycyclique des matériaux à défaut sous chargement multiaxial

par Anouar Nasr

Thèse de doctorat en Mécanique des solides et matériaux

Sous la direction de Raouf Fathallah et de Yves Nadot.


  • Résumé

    L'amorçage en fatigue des composants mécaniques se produit souvent au niveau des défauts très proches des surfaces. Ces défauts sont souvent dus aux modes d'élaboration des matériaux tels que le moulage et le laminage. Ils peuvent exister dans divers matériaux : les fontes à graphite sphéroïdale, les aciers, les alliages d'aluminium, etc. Même, si les technologies et les moyens actuels permettent une bonne optimisation des procédés d'élaboration, l'existence de ces défauts ne peut pas être complètement évitée. Ils peuvent être de différentes natures, le plus souvent: des retassures, des soufflures et des inclusions. Ils ont différentes formes (sphérique dans le cas d'une porosité et complexe dans le cas d'une retassure) et des tailles très variables : de quelques micromètres à quelques millimètres près. Il a été clairement observé, lors des essais de fatigue, que les défauts localisés en surface sont plus dangereux que ceux situés au cœur du matériau. De même, il s'est avéré que la plage de variation et la distribution statistique des tailles des défauts sont des paramètres influant sur la tenue en fatigue des matériaux à défauts.

  • Titre traduit

    High cycle fatigue reliability of materials containing surface defect under complex loading


  • Résumé

    In many casting mechanical components, the fatigue microcracks initiate from surface defects. The process conditions and technology are being improved but they still cannot avoid these defects inherent to casting. Such defects were reported in different materials: cast irons, various steels and aluminium alloys. Different kinds of defects have been studied, namely, shrinkages, pores, inclusions and surface oxides. They have different shapes (spherical for the case of a pore and a complex 3D shape for shrinkage) and sizes (from several micromillimetres to millimetres ). It is well established that crack initiation occurs around the defect when components are submitted to multiaxial high cycle loading. For a given size, surface defects are much more harmful than those located in the bulk. The most influencing paérameters are the size and the distribution density of those defects.

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  • Détails : 1 vol. (185 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 82 réf.

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