Influence du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques statiques d'un alliage d'aluminium 6082-T6

par Pedro Vicente Cadenas Herrera

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Gérard Mesmacque.

Soutenue le 03-12-2009

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le travail proposé consiste à l'étude du pré-endommagement en fatigue endurance sur les propriétés mécaniques de traction, de ténacité et de microdureté d'un alliage d'aluminium 6082- T6. Ces travaux à forte dominante expérimentale ont nécessité la réalisation assez conséquente des essais de fatigue en contrôle de charge (R= 0.1) à différents pourcentage de la durée de vie (0-90%) et pour trois niveaux de contrainte maximale appliquée (200, 250 et 275 MPa). Le pré-endommagement est déterminé par la courbe S-N du matériau et la loi linéaire de Miner. Les éprouvettes avec les différents pré-endommagements sont utilisées pour les essais de traction monotone, de déchirure ductile et de microindentation. L'évolution des différentes propriétés en fonction du pré-endommagement est identifiée par rapport aux valeurs correspondant à l'état initial (sans pré-endommagement). Les résultats montrent que les propriétés mécaniques de traction ne présentent pas d'évolution significative en fonction du pré-endommagement par fatigue alors que les propriétés critiques de ténacité diminuent avec le pré-endommagement. La perte de ténacité est d'autant plus accentuée que la contrainte maximale de pré-endommagement est faible. La diminution de la ténacité du matériau résulte à la fois de la présence de microfissures de fatigue qui se sont initiées aux joints de grains et de l'augmentation de la microdureté. Sur la base de l'évolution des différentes propriétés mécaniques en fonction du pré-endommagement, des courbes d'isodommages ont été établies. Ces dernières permettent d'estimer la durée de vie résiduelle pour l'alliage étudié.

  • Titre traduit

    Effect of cumulative high cycle fatigue damage on the static mechanical properties of an 6082-T6 aluminium alloy


  • Résumé

    The present work has been conducted to study the effect of cumulative high cycle fatigue damage, on the tensile mechanical properties, toughness and hardness, of an AA6082-T6 aluminium alloy. Axial fatigue tests under load controlled conditions (R = 0.1) up to different fatigue life fractions achieved at maximum stresses of 200, 250 and 275 MPa were carried out. Cumulative damage has been determined from the S-N curve of the material and the Palmgren-Miner Iinear rule. Samples with different cumulative damage were subsequently subjected to tensile, tear and microindentation tests. The evolution of the different properties as a function of the cumulative damage has been reported in relation to the reference values of such properties in the undamaged state. The results obtained show that the tensile mechanical properties do not exhibit a significant change as a function of the cumulative damage, whereas the critical toughness properties decrease as damage increases. The decrease in toughness is more marked as the maximum stress applied to the material decreases. Such a decrease in toughness is associated with the presence of microcracks that are nucleated at grain boundaries and it is more pronounced as the hardness of the material increases (work-hardening). Such a phenomenon gives rise to a modification of the fracture mode, from ductile, for the undamaged material, to a mixed ductile-brittle mode after cumulative damage. The change of the different mechanical properties with cumulative damage allowed the determination of the isodamage curves for the alloy, which could be employed for predicting the high cycle fatigue remnant life of the material under investigation.


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Informations

  • Détails : 1 vol.(142 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 126-129. 50 réf.

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2009-9
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