Mecanismes de fatigue de contact dans les cables de haubanage du genie civil

par Dominique Siegert

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean Royer.

Soutenue en 1997

à Nantes .

mots clés

Résumé

Le travail presente precise l'environnement de fonctionnement des cables de genie civil utilises pour le haubanage ou la suspension des ouvrages d'art. Les observations de ruptures en fatigue sur site mettent en evidence les phenomenes de fatigue de contact. Une analyse bibliographique sur les frottements et la mecanique des contacts a permis d'orienter les etudes experimentales sur les factures non accessibles par les theories : coefficient de frottement -cinetique d'usure et regimes d'accomodation des petits deplacements relatifs entre fils constitutifs des cables collage - glissement partiel - glissement total et les etudes theoriques sur le comportement local des contacts. Le fonctionnement mecanique de la structure des cables soumis a des efforts de traction pure et a des deformations de flexion superposees a une charge permanente de traction est decrit en s'appuyant en partie sur des travaux anterieurs. Cette etude permet de relier les sollicitations globales externes aux comportements et sollicitations locales de contact : forces de contact, amplitude, sens et direction des deplacements relatifs entre fils, contraintes de flexion et forces globale d'entrainement induites par les frottements. La partie experimentale apporte les valeurs quantitatives propres aux contacts entre fils cylindriques. Elle met en evidence les conditions de fissuration et d'endurance liees au fonctionnement en glissement, glissement partiel ou collage des contacts entre fils. L'analyse des contraintes sous sollicitations de flexion alternee de cable permet ensuite par l'application d'un critere de fatigue tridimensionnel adapte en application des travaux de miller et dang van de justifier le comportement en fatigue des cables par la definition de criteres d'amorcage et le rappel de conditions de propagation propres aux fils trefiles utilises dans les cables de genie civil.

Titre traduit

Fatigue failure mechanisms in staying cables

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