Modélisation de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable

par Xiao Ping Zhang

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Guy Pluvinage.

Soutenue en 1991

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Vitesse de propagation de fissures de fatigue
• Fermeture et ouverture de fissures de fatigue
• Contraintes résiduelles à la pointe de fissure
• Modèle d'écartement des lèvres de fissure
• Facteur d'intensité de contraintes
• Chargement à amplitude variable
• Diffraction des rayons X et des neutrons
• Longueur de fissure fermée
• Matériaux bitumineux -- Fatigue
• Matière condensée

Résumé

Le modèle développé dans cette étude de la prédiction de la vitesse de propagation des fissures de fatigue sous chargement à amplitude variable est basé sur le concept de la fermeture de fissures de fatigue proposé par Elber : une fissure de fatigue soumise à une charge appliquée ne se propage que lorsqu'elle est entièrement ouverte ; l'amplitude efficace du facteur d'intensité de contraintes est le paramètre qui contrôle la propagation de la fissure. Le facteur d'intensité de contraintes d'ouverture de fissure, niveau minimal dans cette amplitude efficace, peut être calculé à partir de deux éléments : le maximum des contraintes résiduelles à la pointe de fissure et la longueur de fissure fermée. L'évolution du premier élément sous les charges appliquées de différents niveaux a été obtenue grâce à un essai de fatigue en déformation imposée, et aux mesures des profils des contraintes résiduelles par diffraction des rayons X et neutronique dans une éprouvette de fissuration par fatigue. Celle du deuxième élément a et calculée à l'aide d'un modèle d'écartement des lèvres de fissure et des informations fournies par les mesures diffractométriques. Ainsi, le modèle prend en considération de l'influence du chargement d'amplitudes différentes sur le niveau d'ouverture de fissure. Ce modèle a été vérifié par les résultats des essais de fatigue sous chargement d'amplitudes différentes programmées. La prédiction de la vitesse de propagation de fissures par le modèle est bonne

Titre traduit

A fatigue crack propagation model under variable amplitude loading

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