Thèse soutenue

Caractérisation de la fatigue des assemblages soudés soumis à des chargements à amplitude variable
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Quentin Pierron
Direction : Habibou Maitournam
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des solides
Date : Soutenance le 18/05/2018
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMSIA - Institut des Sciences de la Mécanique et Applications Industrielles - Institut des Sciences de la mécanique et Applications industrielles / IMSIA - UMR 9219
établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de techniques avancées (Palaiseau, Essonne ; 1970-....)
Jury : Président / Présidente : Patrick Le Tallec
Examinateurs / Examinatrices : Habibou Maitournam, Andrea Bernasconi, Bastien Weber, Ida Raoult
Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Morel, Cédric Doudard

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

Dans le monde de l'automobile, les ingénieurs conçoivent des pièces de plus en plus légères pour répondre aux nouvelles normes de dépollution. En particulier, les pièces soudées à l’arc de la Liaison Au Sol (LAS) qui soutiennent une part du poids des véhicules doivent tenir à la fatigue malgré des épaisseurs de tôle relativement fines. Pour dimensionner les assemblages soudés, des chargements à amplitude constante sont utilisés : à la fois pour la caractérisation à la fatigue des matériaux et des assemblages mais aussi dans les calculs de champs mécaniques. Toutefois, les chargements réels vus par les pièces en service leurs sont différents. Les cahots sur la route, les virages et les freinages induisent des efforts dont l’évolution temporelle est complexe. Plusieurs modèles prédisent la durée de vie sous un chargement complexe à partir de chargement à amplitude constante. Parmi ces modèles, le modèle de cumul linéaire considère que l’endommagement créé par un cycle de chargement est indépendant du chargement qui le précède. Les résultats de la littérature contredisent cette hypothèse. Cette dernière peut induire des erreurs de dimensionnement importantes. Des modèles de cumul d’endommagement alternatifs de la littérature sont alors évalués. De plus, des essais sur structures soudées minces sont mis en œuvre pour compléter les résultats expérimentaux disponibles et ainsi contribuer à la compréhension du cumul d’endommagement sous chargements à amplitude variable. Un soin particulier a été pris pour concevoir, instrumenter, modéliser et comprendre ces essais. Les effets de déformée due au soudage et de maintien des éprouvettes sont analysés et pris en compte. Des mesures de champ de température sont utilisées pour identifier la dissipation qui permet un suivi indirect de l’endommagement. C’est une extension de la méthode de caractérisation de la limite d’endurance par auto-échauffement à l’endurance limitée des structures soudées sous chargement à amplitude variable. Les essais révèlent deux phénomènes de cumul d’endommagement non linéaire à effets contraires. D’une part, les surcharges créent des contraintes résiduelles de compression qui augmentent la durée de vie des assemblages soudés. D’autre part, la répétition des surcharges empêche l’adaptation locale. À la lumière de ces essais, des préconisations sont finalement données pour les chargements de fatigue et les modèles de cumul d’endommagement adaptés aux structures soudées.