Critère de fatigue à longue durée de vie des états multi axiaux de contraintes sinusoïdales en phase et hors phase

par Médard Fogue

Thèse de doctorat en Mécanique des solides

Sous la direction de Jean Bahuaud.

Soutenue en 1987

à Lyon, INSA , en partenariat avec LMSo - Laboratoire de Mécanique des Solides, EA 675 (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Matériaux -- Fatigue -- Machines d'essai
• Reproductibilité (sciences)
• Fiabilité -- Méthodes statistiques

Résumé

La fatigue occasionne 90% des ruptures des pièces en service. Les états de contraintes sont généralement multiaxiaux mais paradoxalement les critères qui permettent de juger de la sécurité sont peu nombreux et s'avèrent peu satisfaisants soit dans le principe,soit dans la commodité d'exploitation. Le présent mémoire propose un critère de fatigue multi axiale basé sur la moyenne quadratique des amplitudes des contraintes tangentielles et normales. Ce critère est satisfaisant dans son principe et toutes les conséquences (diagramme de HAIGH en traction et torsion en particulier) en sont tirées. Le domaine de validité est tel que τ(-1)/σ(-1) est compris entre 0,577 et 0,866. Un programme général de calcul a été développé. La validation du critère est faite à l'aide d'essai de la littérature selon une méthode originale de validation statistique consistant à comparer lès distributions de la contrainte équivalente et de la limite de fatigue σ(-1) par la méthode de MONTE CARLO. Le critère est validé pour 70% à 80% des essais étudiés.

Titre traduit

= Long file fatigue criterion for some multiaxial sinusoidal stress states in phase and out of phase

Résumé

Fracture of mechanical parts in operation are induced mainly by fatigue ( 90%). The stress state are generally multiaxial but surprisingly,criteria which permit safety evaluation are few and not well based in theory and not well suited for practice. The multiaxial fatigue criterion proposed in this report is based on quadratic average of the intensity of tangential and normal stress. This criterion satisfies theoretical requirements and all practical consequences as diagrams of HAIGH in traction and torsion are deduced from it. The validity domain in τ(-1)/σ(-1) is between 0,577 and 0,866. A general program of calculation has been developed. The criterion has been validated by tests found in the technical literature following an original method of statistical validation applied to the comparison of the equivalent stress and of fatigue limit σ(-1). The criterion is qualified for 70 to 80 % of studied tests.