Dissertations / Theses: 'Fatigue (Matériaux)'

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Ndiaye, Mamadou. "Simulation de la fatigue par chocs, par la fatigue conventionnelle." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Ndiaye.Mamadou.SMZ9423.pdf.

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Abstract:

Le but de cette thèse est d'étudier la simulation de la fatigue par chocs, par la fatigue conventionnelle, à partir des matériaux suivants: 30 NCD 16, Marval 18H, composite Al/SiC. Dans une première approche, nous avions examiné l'évolution de la vitesse de propagation des fissures en fonction uniquement du pic maximal de chaque chargement. Cette étude a permis de montrer que l'influence de la vitesse de déformation propre à ces deux modes de chargements, n'est pas significative. L'ensemble des pics du chargement de fatigue par chocs, a été considérée dans une seconde approche cela a nécessité l'utilisation des méthodes de comptage pour transformer ce chargement, en plusieurs cycles d'amplitude constante. Le calcul de la vitesse de fissuration à partir des résultats de cette décomposition, a été faite par le biais du cumul des progressions de la fissure et du chargement équivalent. L'application de ces deux concepts, révèle l'effet négligeable des petites oscillations du signal de fatigue par chocs sur cette vitesse. Par ailleurs, les essais d'amorçage font apparaître que les nombres de cycles d'amorçage correspondant respectivement, au chargement équivalent et au chargement programme, sont assez proches. Enfin, les résultats d'amorçage ont été dépouillés selon le nouveau critère base sur le facteur d'intensité de contraintes d'entaille une dispersion des résultats relativement faible par rapport à celle obtenue par le critère lié au facteur d'intensité de contraintes, a été observée de ce point de vue, la validité de ce nouveau critère se trouve justifiée
The aim of this thesis is to study the simulation of impact fatigue with the help of conventionnal fatigue, on the following materials : 30 NCD 16 steel, Marval 18 h steel, Al/SiC composite. In a first step, we have examined the evolution of crack growth rate with respect to the maximum peak value of each loading. This study has shown that the influence of the strain rate of both kinds of fatigue loadings, is no significant. All the loading peaks for impact fatigue has been considered in a second step. It has been necessary to make use of counting methods in order to transform this loading in a constant amplitude loading cycles. The computation of the crack growth rate from these results, has been made using cumulative growth length and equivalent loading methods. The application of both concepts, reveals that small oscillations in the amplitude of the impact fatigue signal has no effect on the crack growth rate. On another hand, initiation tests has shown that the numbers of cycles to initiation corresponding respectively to the equivalent loading and the programmed loading, are quite similar. Last, the results of initiation tests has been analysed using a new criterion based on the notch stress intensity factor. A quite reasonnable scattering of results with respect to that observed with an analysis using the crack stress intensity factor, has been noticed. From this point of view, the validity of this criterion has been emphasised

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Tamine, Tawfik. "Amorçage de fissures par fatigue-contact." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Tamine.Tawfik.SMZ9418.pdf.

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Abstract:

La présente thèse est une contribution à la compréhension du phénomène d'écaillage provoque par la fatigue contact. Cette fatigue apparait en dessous d'une surface soumise à un chargement de contact quasi ponctuel, à partir d'une inclusion, site idéal pour l'amorçage de fissures. Souvent la direction d'amorçage et de propagation de fissures est associée à la répartition des contraintes résultant du chargement complexe. Pour mettre en évidence ce phénomène, nous avons entrepris: une étude bibliographique afin de recenser les différents travaux relatifs à la concentration des contraintes, aux critères d'amorçage et à la répartition des contraintes au voisinage d'un défaut. Une étude expérimentale simulant l'amorçage de fissures selon les trois modes de sollicitation. Un calcul aux éléments finis qui nous a permis de développer de nouveaux critères d'amorçage. Ces critères s'adaptent mieux aux résultats expérimentaux en comparaison avec ceux de la littérature
The present thesis is a contribution to the knowledge of the shelling process caused by a contact fatigue. This phenomenon appears under a surface submitted to a quasi punctual loading and initiates at an inclusion which is the most probable site for crack initiation. The direction of propagation is associated with the stress distribution resulting from a complex loading. To understand this phenomenon, we present : a bibliographical study to collect the different works related to stress concentration, crack initiation criteria and the stress distribution in the vicinity of a defect. An experimental study for the simulation of crack initiation under the three modes of loading. A finite element calculation from which we have derived new initiation criteria. We have shown that they best fit the experimental results by comparison with those given in the literature

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Ashayer, Soltani Mohammad Ali. "Comportement en fatigue des enrobés bitumeux." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0040.

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Abstract:

Ce travail sur le comportement en fatigue des enrobés bitumineux a été réalisé au Département Génie Civil et Bâtiment de l’Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat (E. N. T. P. E), et s’inscrit dans le cadre d’une collaboration avec les sociétés ELF ANTAR FRANCE et CECA. Après une partie bibliographique, on présente la mise au point d’un essai homogène que nous avons adapté pour l’étude de la fatigue des enrobés. L’essai est réalisé à température régulée sur éprouvette cylindrique en traction compression alternées. L’essai peut être effectué en mode de contrainte ou de déformation. On propose une procédure pour le calcul du taux d’endommagement par cycle de chargement. Ce calcul tient compte de la non-linéarité de l’endommagement avec le nombre de cycles et corrige l’influence des phénomènes parasites qui apparaissent lors des essais de fatigue sur les enrobés. A partir des résultats expérimentaux obtenus, on a pu vérifier (pour la première fois à notre connaissance) que le comportement en fatigue des enrobés bitumineux est indépendant du mode de sollicitation (déformation ou contrainte). Deux compacités différentes, trois températures et quatre types de liant ont été utilisés pour vérifier et valider la procédure du calcul du taux d’endommagement proposée. Les résultats obtenus montrent une très faible dispersion, incomparable à celle des essais classiques de fatigue sur les enrobés. La méthode proposée présente de bonnes performances pour classer diverses formulations vis-à-vis de leur résistance à la fatigue. La durée d’un essai est limitée à huit heures et le nombre d’essais nécessaires pour caractériser une formulation d’enrobé ne dépasse pas la dizaine. Une discussion sur certains aspects liés à la fatigue des enrobés (échauffement, refroidissement, thixotropie, diminution du taux d’endommagement avec le nombre de cycles, non homogénéité de l’essai, etc. ) est également proposée. Notre analyse et nos résultats mettent en cause les essais non homogènes et le critère classique de durée de vie (division par deux du module initial) pour caractériser la fatigue des enrobés. Par conséquent, nous pensons que les normes en vigueur concernant la fatigue des enrobés nécessitent d’être revues
This work on the fatigue behaviour of the bitumen mixes was achieved at the Département Génie Civil et Bâtiment of the Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat (E. N. T. P. E), and lies within the scope of a collaboration with the companies ELF ANTAR FRANCE and CECA. After a bibliographical part we present the perfecting of a homogeneous test which we adapted for the study of the fatigue of the bituminous mix. The test is carried out at temperature controlled on cylindrical samples in alternate traction compression. The test can be carried out in deformation or stress control. We propose a procedure for the calculation of the rate of damage per cycle of loading. This calculation takes account of the non-linearity of the damage with the number of cycles and corrects the influence of the parasitic phenomena which appear during the fatigue tests on the bituminous mix. From the experimental results obtained we could check (for the first time to our knowledge) that the fatigue behaviour of the bitumen binders is independent of the mode of loading (strain or stress). Two different densities, three temperatures and four types of binder were used to check and validate the procedure of the calculation of the rate of damage suggested. The results obtained show a very weak dispersion, incomparable with that of the standard tests of fatigue on the bituminous mix. The method suggested presents good performances to classify various formulations with respect to their fatigue resistance. The duration of a test is limited to eight hours and the number of tests necessary to characterize a formulation of bituminous mix does not exceed ten. A discussion on certain aspects related to the fatigue of the bituminous mix (heating, cooling, thixotropy, reduction in the rate of damage with the number of cycles, non- homogeneity of the test, etc. ) is also proposed. Our analysis and our results blame the non-homogeneous tests and the traditional criterion of fatigue life (division by two of the initial module) to characterize the fatigue of the bituminous mix. Consequently, we think that the standards in use concerning the fatigue of the bituminous mix require to be re-examined

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Kirsch, Franck. "Fatigue-fluage du bois." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Kirsch.Franck.SMZ9835.pdf.

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Abstract:

L'ensemble de ce travail a pour objectif de déterminer le comportement mécanique du matériau bois lorsque celui-ci est soumis à des efforts de fatigue-fluage. On va donc s'intéresser à l'évolution de la déformation d'une éprouvette au cours de plusieurs cycles de charge et de décharge. On peut aussi se demander comment s'endommage le matériau en fatigue-fluage. On va pour cela essayer de comparer le comportement du matériau en fatigue-fluage par rapport à son comportement en fatigue pure et en fluage pur. On peut aussi s'interroger s'il y a un effet mémoire du chargement et si tel est le cas ou se loge cet effet mémoire. Toutes les constructions, notamment dans le bâtiment, sont soumises à des efforts de fluage et parfois ceux-ci sont combinés à des efforts de fatigue. Indépendamment, ces deux types d'efforts ont été étudiés sous de nombreux aspects mais il existe peu de références lorsque l'on approche ce problème de manière simultanée. L'on souhaite vérifier si la responsabilité de la rupture est due au fluage, à la fatigue ou alors si elle est due à une combinaison des deux phénomènes. Pour ce faire, on détermine un modèle d'endommagement à partir d'essais de flexion quatre points en fluage, fatigue et fatigue-fluage.

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Kharrat, Souhaib. "Comportement en fatigue thermique des matériaux composites réfractaires." Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10525.

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Abstract:

L'importance du role des conditions de transfert de charge entre fibre et matrice sur les comportements thermomecaniques des materiaux composites, fait de la zone interfaciale fibre/matrice (f/m) un pole d'interet ou les mecanismes qui s'y developpent sont actives par des sollicitations de fatigue thermique. A titre d'illustration, divers composites refractaires de type c/c ; sic/sic ; sic/mas-l ; sic/ta6v ont ete etudies en fatigue thermique. Il apparait que suivant les natures des constituants et de leurs incompatibilites, la degradation des composites par cyclage thermique est principalement induite soit par des interactions chimiques entre constituants ou/et avec l'atmosphere environnante, soit par des evolutions microstructurales, soit par des phenomenes de fatigue mecanique engendres par le cyclage des contraintes residuelles d'origine thermique. La combinaison de ces sources d'endommagement peut soit en amplifier les effets, soit au contraire en limiter les consequences

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FAYARD, JEAN-LUC. "Dimensionnement a la fatigue polycyclique de structures soudees." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1996. http://www.theses.fr/1996EPXXA040.

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Abstract:

Une methode de calcul numerique est developpee pour predire le comportement des structures en acier soudees par cordons soumises a la fatigue polycyclique. La methode propose l'utilisation d'une courbe de dimensionnement s-n unique, valable quels que soient la geometrie de la structure et le chargement applique. La connaissance de la contrainte de dimensionnement s et l'utilisation de la courbe s-n permettent d'estimer la duree de vie de n'importe quelle structure. La contrainte de dimensionnement s est definie a partir de l'etat de contrainte geometrique obtenu au point chaud de la structure par un calcul elements finis en elasticite lineaire base sur la theorie des coques minces. Des regles de maillage sont appliquees a la jonction soudee. Elles sont valables quelle que soit la situation de soudage. L'utilisation de l'amplitude de la contrainte principale maximale, comme contrainte de dimensionnement s, convient a la plupart des cas traites dans la pratique. Neanmoins, dans le cas general, s est une combinaison lineaire entre l'amplitude du cisaillement sur un plan materiel critique et la pression hydrostatique. La methode est directement applicable par les concepteurs. Elle a ete validee sur de nombreux resultats d'essais obtenus sur des pieces mecano-soudees automobiles et sur des essais de fatigue multiaxiale tires de la litterature

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Thieulot-Laure, Emmanuelle. "Méthode probabiliste unifiée pour la prédiction du risque de rupture en fatigue." Cachan, Ecole normale supérieure, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01199575v1.

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Abstract:

Une des sources principales dʹaléa en fatigue est la présence de défauts dans le matériau. Pour établir les spécifications sur la propreté inclusionnaire d’un matériau, il faut pouvoir lier la probabilité de présence des défauts par taille et le risque de rupture par fatigue des composants. Les travaux de Kitagawa et Takahashi permettent de distinguer deux domaines en termes de dimensions de défauts vis à vis du risque de rupture par fatigue : celui des petits défauts, dans lequel la limite dʹendurance est indépendante de la dimension des défauts et celui des grands défauts où la dimension des défauts est généralement prise en compte dans le cadre de la MLER. Lorsque les distributions de défauts couvrent les deux domaines, il faut disposer dʹun modèle probabiliste continu en termes de dimensions de défauts. Pour cela nous avons développé un critère de fatigue « unifié » en termes de dimension de défauts. Il sʹagit dʹun critère de non‐propagation (les défauts sont supposés pré‐exister dans la structure) construit à partir dʹune énergie élastique de cisaillement critique en pointe de fissure. Cette énergie est calculée à lʹaide des champs asymptotiques de la MLER étendus à lʹordre supérieur (contrainte T), pour être applicable aux défauts de petites dimensions. Le critère est continu en termes de dimension de défaut et faiblement dépendant de leur taille lorsqu’elle diminue. Représenter le défaut par une fissure, classe le critère proposé dans la catégorie des critères à plan critique. Et, à travers la contrainte T, le critère est sensible au caractère multiaxial du chargement et répond comme le critère de Dang Van pour les très petits défauts. Le caractère probabiliste du risque de rupture par fatigue est alors introduit naturellement dans ce critère via les distributions de dimensions de défauts, en appliquant lʹhypothèse du maillon faible. Mais l’aléa lié à l’interaction entre les défauts et la microstructure intervient également. La dernière partie de notre étude s’est donc centrée sur l’analyse de la fluctuation des contraintes d’origine microstructurale et son influence sur la distribution des contraintes seuils de non‐propagation des défauts. Cette fluctuation induit une dispersion notable du seuil de non‐propagation pour des micro‐fissures dont la dimension est proche d’une dizaine de grains, puis lʹeffet disparaît progressivement avec lʹaugmentation de la dimension du défaut
One of the main sources of randomness in fatigue is the presence of defects in the material. So as to establish specifications about the material cleanliness, i. E. The distribution of inclusion sizes, the relation between the defect size and the risk of failure should be established. The pioneering results of Kitagawa and Takahashi have established that two domains can be distinguished: when defects are small, the endurance limit does not vary with the defect size. Endurance models are therefore expressed within the framework of continuum mechanics. On the contrary, the size of large defects should be accounted for, which is usually done within the framwork of linear elastic fracture mechanics. When the distributions of defects are wide, an accurate prediction of the failure probability requires a unified fatigue criterion in terms of defects sizes. Therefore, a non‐propagation criterion was developed. It is based on a critical elastic distortional energy around the crack tip and includes higher order terms (Tstress) of LEFM asymptotic fields, so as to be applicable to smaller defects. This criterion responds like the Dang Van criterion for small defects and like a non‐propagation threshold stress intensity factor for large defects. The probably of failure is then determined using the weakest link theory from the statistic distribution of defects sizes. However, when defects are small, their non‐propagation threshold becomes sensitive to the local environment of the defect. Therefore, the last part of this thesis concerns the fluctuation of stresses within the microstructure and its effects on the non‐propagation threshold of defects. This “microstructural” fluctuation induces a dispersion of the non‐propagation threshold, when defects have a dimension below ten grains and then vanishes progressively with the inverse of the squareroot of the defect size, when this defect size increases

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Bourdeau, Laurent. "Influence de l'implantation ionique d'azote sur les propriétés microstructurales et les mécanismes de fatigue et fatigue-corrosion du 316L." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10159.

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Caty, Olivier. "Fatigue des empilements de sphères creuses métalliques." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0084/these.pdf.

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Abstract:

Les empilements de sphères creuses sont constitués de coques métalliques minces de forme sphérique reliées entre elles par divers procédé. La structure résultante est un matériau cellulaire à architecture interne assez régulier et contrôlable possédant des propriétés multifonctionnelles. On peut, en particulier en jouant sur divers paramètre, comme l'épaisseur des parois et le diamètre des sphères, construire un matériau sur mesure. Il est alors nécessaire de parfaitement connaître les propriétés du matériau. Dans l'industrie aéronautique, les empilements de sphères creuses sont pressentis pour réduire le bruit en partie chaude de tuyère de turbomachine. Les propriétés à atteindre ainsi que les conditions d'utilisation imposent un matériau structurellement résistant et en particulier pouvant supporter des cycles de fatigue. L'objectif de la thèse est d'étudier les relations entre les paramètres structuraux du matériau et le comportement en fatigue résultant. Ceci grâce à une démarche d'expérimentation, observation, modélisation et validation. La tomographie aux rayons X fournit des images 3D du matériau. Ces images permettent dans un premier temps d'identifier les paramètres morphologiques de l'empilement. Les scans ont aussi été utilisées pour observer et quantifier la cinétique d'endommagement au cœur du matériau au cours de l'essai de fatigue. Parallèlement, de nombreux essais cycliques fournissent les durées de vie de divers échantillons. Ces données mettent en évidence l'importance du procédé de fabrication, du mode de sollicitation et de la densité des empilements sur le comportement en fatigue. Les observations et mesures sont utilisées pour la modélisation. Les images de tomographie sont tout d'abord maillées grâce à une méthode utilisant des éléments coques d'épaisseurs directement mesurées sur les images. Ces nouveaux calculs de microstructure par éléments finis permettent de déterminer de manières fidèle les champs de contrainte et de déformation dans l'ensemble de l'éprouvette. Pour traiter la fatigue, il est alors possible de traduire ces informations locales en durée de vie ou de réaliser une extension macroscopique déterministe. Cette extension a été réalisée grâce à des critères de proportion d'éléments plastifiés ou de taille de zone plastique. Ces modèles permettent ensuite de déterminer la limite de fatigue d'empilements générés numériquement et d'investiguer des paramètres structuraux non atteignable expérimentalement
Metal hollow spheres can be piled up and soldered together to form a cellular material. The initial hollow spheres exhibiting a mono-disperse size and thickness, the resulting material is rather homogeneous. This kind of material allows a remarkable flexibility in terms of microstructural design. The thickness and diameter of the spheres, the nature of the metal used (nickel, steel. . . ) can be varied. This allows to tailor the microstructure in order to reach the target properties imposed by the design on the material. Before being able to tailor these properties and invent the material meeting a specific design (material by design), it is necessary to know the relation between the varying parameters and the resulting properties. This study aims at determining and modelling the effects of the microstructure of hollow spheres metals on their fatigue properties. Fatigue properties of a rather large range of metal hollow sphere structures were determined by mean of conventional fatigue tests. All the data were collected to build S-N curves. The constitutive material, the density, the thicknesses of the walls, the diameters and the fatigue loading mode were varied to determine the effect of each parameter. Tomographies of samples tested ex-situ reveal the different kinds of fatigue damage mechanisms and their influence on the macroscopic behavior. The three-dimensional X-ray tomographic images could also be used for meshing and to calculate the behaviour of the structure. This step has been done with a shell finite element model obtained from tomographic images. The model is enriched by a direct thickness measurement on the tomographic images. The values measured are affected to the shell elements. The model permits to determine the stress and strain field inside the microstructure. The fatigue behaviour has been modelled by post processing the proportion of yield elements and the size of yield areas. These models permit to determine the fatigue limit of numerically built hollow sphere structures and investigate parameters never experimentally studied

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Revest, Nicolas. "Comportement en fatigue de pièces épaisses en matériaux composites." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00677076.

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Abstract:

Grâce à leurs propriétés mécaniques spécifiques, les matériaux composites sont devenus une alternative intéressante aux matériaux métalliques. De plus, l'utilisation de stratifications judicieusement choisies permet d' obtenir des propriétés mécaniques adaptées aux sollicitations de la structure. Enfin ils sont considérés comme peu sensibles à la fatigue. C'est pour ces raisons que, au cours de ces dernières années, l'emploi des matériaux composites pour la réalisation de structures aéronautiques, navales ou ferroviaires c'est considérablement répandu. Nous proposons dans cette étude une modélisation de la fissuration intra-laminaire dans les composites stratifiés soumis à des sollicitations quasi-statiques ou cycliques. L'analyse expérimentale nous permet dans un premier temps de capitaliser les renseignements permettant de dégager les caractéristiques et paramètres à prendre en compte lors de la modélisation. Sur la base de ces résultats nous proposerons une modélisation de la fissuration intra-laminaire. Nous proposons une loi d'évolution de l'endommagement en fatigue que nous avons implémenté dans le code de calcul par éléments finis ZeBuLoN. Après avoir identifié les différents paramètres du modèle à partir des résultats expérimentaux nous proposerons une application du modèle au cas d'une structure afin de valider notre modèle. Pour cela, nous avons développé une stratégie de calcul basée sur la méthode des sauts de cycles. Notre modèle est finalement appliqué au cas d'une structure de type plaque trouée.

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Touhara, Radouen. "Étude de la résistance en fatigue des matériaux bitumineux." Mémoire, École de technologie supérieure, 2012. http://espace.etsmtl.ca/1091/1/TOUHARA_Radouen.pdf.

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Abstract:

Ce programme de recherche a pour but d’évaluer et caractériser le comportement en fatigue de deux enrobés bitumineux de même type GB20, mais confectionné avec deux bitumes différents. Un des enrobés étant formulés en laboratoire avec un bitume polymère PG64-28 et le deuxième prélevé en centrale d’enrobage et confectionné avec un bitume conventionnel PG58-28. Pour évaluer la résistance de ces enrobés, deux essais de caractérisation homogènes en traction/compression sont réalisés sur des éprouvettes cylindriques, un essai de module complexe dans le domaine de comportement viscoélastique linéaire (VEL), afin de déterminer sa performance et ses caractéristiques mécaniques et un essai de fatigue. Les essais de fatigue ont été effectués selon un mode de sollicitation à déformation imposée, et ce, pour différents niveaux d’amplitudes. Tous les essais ont été réalisés à une seule fréquence de sollicitation de 10Hz et à différentes températures (10, 20 et 30 °C) de manière à analyser son incidence sur la réponse en fatigue de l’enrobé. Après la présentation et la validation des résultats des essais réalisés, une analyse comparative selon la nature du bitume, l’influence de la température et la dispersion des durées de vie est exposée. Également, une méthode dite DGCB (Département de Génie Civil et Bâtiment) est appliquée pour l'analyse de la fatigue en calculant le taux d'endommagement par cycle suivi d’une étude menée sur les différents critères de rupture (Nf) visant à prédire la durée de vie en fatigue des enrobés bitumineux.

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Abecassis, Manon. "Fissuration de matériaux soudés en condition de fatigue multiaxiale." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM021/document.

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Abstract:

Cette étude vise à i) déterminer le trajet de fissuration et la vitesse de propagation de fissure de fatigue dans un joint soudé sollicité en mode mixte ii) de proposer une analyse des interactions fissuration par fatigue/microstructure pour deux classes d'alliages soudés et iii) de proposer des critères de propagation de fissure, basé sur l'analyse des facteurs d'intensité de contrainte (FIC) pour les trois modes de fissuration.Les essais ont été réalisés pour un acier ferritique inoxydable, K41X soudé par gaz inerte, sur des éprouvettes à entaille centrale sous sollicitation uniaxiale pour différentes orientations d'entaille. Pour un assemblage bi-matériaux d'alliages de titane, obtenu par soudure laser de Ti17 et de Ti6242, les essais ont été effectués en condition biaxiale coplanaire sur une éprouvette en croix à entaille centrale à différents taux de cisaillement macroscopique.Pour l'acier, la fissure se propage en mode mixte trans- et intergranulaire dans le métal de base, et en mode transgranulaire uniquement dans la zone fondue (ZF). Néanmoins, c'est seulement en présence de cisaillement macroscopique induit par la géométrie d'entaille que la soudure a conduit à une accélération de la vitesse de fissure par rapport au métal de base. Pour Ti17 le chemin de propagation de fissure et la vitesse de propagation sont très réguliers alors qu'ils sont extrêmement oscillants pour Ti6242, car corrélés aux aiguilles α. La vitesse de fissuration est plus faible dans Ti6242 que dans Ti17 pour une sollicitation d'équibitraction, alors qu'elle est plus élevée dans Ti6242 que dans Ti17 pour un cisaillement macroscopique. Pour les éprouvettes soudées Ti17-Ti6242, le chemin de propagation est relativement régulier dans la ZF mais peut être piloté par l'interface zone affectée thermiquement (ZAT)/ZF. La vitesse est plus élevée dans la ZF que pour les deux métaux de base, alors qu'elle n'est que peu modifiée dans les ZAT.La régularité de la propagation de fissure dans Ti17 a permis d'utiliser ce cas comme un cas de référence dans le cadre de la mécanique linéaire de la rupture et ainsi proposer un critère de ∆Keq fonction des modes de sollicitations I, II et III. Ces résultats ont été obtenus en modélisant le chemin de fissure en surface et le déversement de fissure. L'analyse comparative des propriétés des différents matériaux testés a été menée dans ce cadre. Une analyse de sensibilité à la précision de la modélisation tridimensionnelle de la géométrie de fissure met en évidence le rôle prépondérant de celle-ci sur l'estimation des FIC en mode III et par conséquent sur la valeur de ∆Keq. Cette analyse permet d'expliquer les oscillations de vitesse constatées pour l'alliage Ti6242
This study is devoted to i) the experimental characterization of fatigue crack path and fatigue crack growth rate (FCGR) for welded materials under mixed mode of loading ii) the analysis of fatigue crack to microstructure interactions for two types of welded materials and iii) the identification of a relevant FCGR criterion function of the mode mixity.The experimental characterization was achieved for a ferritic stainless steel, welded by metal inert gas, using CCT specimens for different orientations of the notch. Biaxial testing was achieved using central crack cross-shaped specimen, varying the shear to opening loading ratio, for a dissimilar welded joint obtained by laser welding of Ti17 and Ti6242 Ti base alloys.For the ferritic stainless steel, the crack is both trans- and intergranular for the base metal, whereas it becomes mainly transgranular for the welded specimen. Nevertheless, very slight modification of the FCGR, comparing base metal and welded material, is observed. The welding was seen to be detrimental only in the case of macroscopic shear loading implied by the geometry of the notch. For Ti17, crack path is very smooth and FCGR evolves regularly as a function of the stress intensity factor (SIF). Instead of what, for Ti6242 alloy, both the crack path and the FCGR present large amplitudes of oscillation, due to a strong interaction with alpha needles. The FCGR is lower in Ti6242 than in Ti17 for equibiaxial fatigue, whereas the FCGR is higher in Ti6242 than in Ti17 for macroscopic shear fatigue loading. For welded Ti17-Ti6242 specimens, FCGR is higher than observed in base metal for crack within the fusion zone (FZ), and tends to the FCGR of the associated base metal to each heat-affected zone (HAZ-Ti17 and HAZ-Ti6242).The case of Ti17 was seen to be relevant to determine an equivalent SIF function of mode mixity within the scope of LEFM. An original criterion has been established taking into consideration mode I, II and III. The numerical model describes explicitly both surface crack path and flat to slant orientation of the crack. This criterion has been successfully applied to both Ti and Fe base alloys, for base metal as well as for welded materials in order to determine the impact of welding on FCGR. At last but not least, the sensitivity of SIF values to the accuracy of the 3D modelling of the crack surface has been tested. Thus the local roughness of the crack path is seen to drastically impact the out-of-plane shear mode, which is in turn fully consistent with acceleration/deceleration of the crack observed for Ti6242 alloy

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Nguyen, Mai Lan. "Étude de la fissuration et de la fatigue des enrobés bitumineux." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0048/these.pdf.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, différents domaines du comportement thermomécanique des enrobés bitumineux ont été étudiés, parmi lesquels le comportement en petites déformations – viscoélastique linéaire (VEL), le comportement en fatigue et le comportement à la fissuration. Dans le domaine de comportement VEL, le module complexe d’un enrobé bitumineux a été mesurée sur une large gamme de températures et de fréquences. Le principe de superposition temps – température (PSTT) dans le domaine VEL a été vérifié pour les matériaux considérés. Le modèle 2S2P1D a été utilisé pour simuler le comportement VEL des mélanges bitumineux. Ensuite le comportement à la fatigue d’enrobés semi-tièdes a été étudié. Les résultats ont montré que les caractéristiques à la fatigue de cette nouvelle génération d’enrobés sont comparables à celles de l’enrobé à chaud de référence. Enfin deux grandes campagnes expérimentales ont été réalisées pour étudier le comportement à la fissuration des enrobés bitumineux. L’essai de flexion 4 points, sur éprouvette parallélépipédique pré-entaillée, a été utilisé pour ces études. Un premier résultat intéressant est la mise en place d’une méthode de détermination de la hauteur de fissure, valable aussi bien pour le comportement élastique linéaire isotrope (ELI) que pour le comportement viscoélastique linéaire isotrope (VELI), par une analyse inverse. La première campagne expérimentale a permis de comparer les caractéristiques à la fissuration de deux enrobés différents. Lors de la deuxième campagne, le PSTT a été observé des petites déformations jusqu’à la rupture. Cette étude a été complétée par un essai de fissuration par fatigue
During this thesis, different domains of thermomechanical behavior of bituminous mixtures has been studied, including the small-strain behavior - linear viscoelastic (LVE), the fatigue behavior and the fracture behavior. In the LVE domain, the complex modulus of one asphalt mixture was measured in a wide range of temperatures and frequencies. The time - temperature superposition principle (TTSP) in LVE domain was verified for the considered materials. The analogical model 2S2P1D is used to simulate the LVE behavior of bituminous mixtures. The fatigue behavior of half-warm asphalt mixtures was then studied. The results show that fatigue characteristics of this new generation of asphalt mixtures are comparable with the hot mix asphalt tested as reference. Finally, two experimental campaigns were realized to investigate the fracture behavior of asphalt mixtures. The four points bending test on pre-notched specimen was used. A first interesting result is the establishment of a method for determining of the crack length valid for both the isotropic linear elastic behavior and the isotropic linear viscoelastic behavior by a back analysis. During the first experimental campaign, fracture characteristics of two different asphalt mixtures (with pur bitumen and with polymer modified bitumen) were determined and could be compared. During the second experimental campaign, the TTSP in a field of small-strain until cracking was observed. The study was completed by a fatigue facture test. A numerical analysis of the four points bending test in the framework of linear fracture mechanics using the finite element code "COMSOL" completes developments

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Delagnes, Denis. "Comportement et tenue en fatigue isotherme d'aciers à outils z 38 cdv 5 autour de la transition fatigue oligocyclique-endurance." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0803.

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Abstract:

Les matrices et les moules sont soumis à des sollicitations mécaniques et thermiques au cours de l'injection ou du forgeage, la fatigue étant une des principales causes de mise au rebut de ces outils. L'objectif principal a été d’étudier le comportement et l'endommagement en fatigue isotherme à différentes températures (200c a 600c) de 2 nuances (smv3 et adc3) d'acier martensitique revenu z 38 cdv 5. Un total de 182 essais de fatigue a permis d'analyser les influences du niveau de sollicitation, de la température d'essai et de la dureté initiale. L'acier z 38 cdv 5 présente une déconsolidation cyclique continue caractéristique des aciers martensitiques revenus. Les amplitudes de déconsolidation sont des fonctions croissantes de l'amplitude de déformation totale et décroissante de la température (jusqu’à 550c) et de la dureté (entre 42 hrc et 50 hrc). En terme de durées de vie, dans un diagramme de Manson-Coffin, les influences de la température et de la dureté sont limitées. Par contre, dans un diagramme de Basquin, une élévation de la température ou une diminution de la dureté induisent des pertes de durée de vie considérables (un facteur 1000 pour une diminution de 8 hrc!) des essais interrompus ont montre que le stade d’amorçage occupait la majeure partie de la durée de vie pour les durées de vie proches de 10#5 cycles. 3 sites d’amorçage préférentiels ont été identifies et analyses: - inclusions non métalliques (200c-400c) - joint de latte (200c-400c) - ancien joint de grain austénitique (500c-600c) les tenues en fatigue des nuances smv3 et adc3 qui diffèrent par leur teneur en silicium et par leur taux d’impuretés ont été comparées. La nuance adc3 présente des durées de vie 4 fois plus élevées à 550c aux fortes durées de vie. L’hypothèse de l'influence du silicium sur la précipitation de carbures spéciaux au cours du revenu a été avancée et vérifiée à l'aide d'observations en microscopie en transmission des carbures.

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Louah, Mustapha. "Fissuration en fatigue en mode mixte 1+2 à l'aide du disque brésilien." Metz, 1986. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1986/Louah.Mustapha.SMZ8609.pdf.

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Abstract:

Etude réalisée sur disque brésilien en acier. Cette étude a permis de déterminer l'angle de bifurcation initial de la fissure avec la direction de la préfissure, de simuler la trajectoire de la fissure. On montre que la vitesse de fissuration est gouvernée par le facteur d'intensité de contrainte équivalent. Ce paramètre tient compte des effets de frottement éventuels

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Baaj, Hassan. "Comportement à la fatigue des matériaux granulaires traités aux liens hydrocarbones." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0034/these.pdf.

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Abstract:

Cette thèse sur le comportement des matériaux granulaires traités aux liants hydrocarbonés a été réalisée au Département Génie Civil et Bâtiment (DGCB) de l'Ecole Nationale des Travaux Publics de l'Etat. Elle s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec la société TOTALFINAELF. Une partie de cette thèse a été réalisée dans le cadre du programme RILEM WG3 du TC 182 pour l'étude de la fatigue des enrobés bitumineux. Certains aspects ont également fait l'objet d'une collaboration avec le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). La première partie de cette thèse concerne une étude bibliographique sur les matériaux bitumineux, la fatigue des enrobés bitumineux et le phénomène d'autoréparation. La deuxième partie présente la campagne expérimentale réalisée lors de cette thèse. On présente la mise au point et la validation d'un essai homogène en Traction-Compression, adapté à l'étude de la fatigue des enrobés bitumineux. L'essai est réalisé à température et à fréquence constantes (10°C et 10 Hz), en mode de contrainte ou de déformation imposée. Seize formulations différentes ont été testées. Une étude menée sur les différents critères visant à prédire la durée de vie en fatigue des enrobés bitumineux est présentée. L'approche du DGCB pour le calcul des taux d'endommagement, a été appliquée sur les résultats de la campagne expérimentale. Grâce à cette approche, l'influence de plusieurs paramètres de formulation des enrobés bitumineux sur le comportement en fatigue a été mise en évidence. Parallèlement, une partie de la campagne expérimentale a été réservée pour explorer le phénomène d’autoréparation. Une série d’essais a été effectuée sur trois formulations différentes en introduisant des périodes d’arrêt de sollicitation. Finalement, Dans la dernière partie de cette thèse, une loi de dommage par fatigue est proposée. Cette loi est intrinsèque et basée sur la méthode du DGCB. Elle prend en considération la correction des effets parasites sur les valeurs du module et l'évolution non linéaire de l'endommagement dans les essais de fatigue
This thesis on the fatigue behaviour of bituminous mixes was achieved at the Département Génie Civil et Bâtiment (DGCB) of the École Nationale des Travaux Publics de l'État. It lies within the framework of a collaboration with the company TOTALFINAELF. A part of this study was achieved within the scope of the program RILEM WG3 of the Technical Comity 182 for the study of fatigue of bituminous mixes. Some aspects of this study were the object of collaboration with the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). The first part of this thesis concerns a bibliographical study on the bituminous materials, the fatigue and the healing phenomenon in the bituminous mixes. The second part presents the experimental campaign of this thesis. We present the preparation and the validation of a homogenous traction – compression test, adapted for the study of the fatigue of the bituminous mixes. The tests are carried out at constant temperature and frequency (10°C – 10Hz), in control strain or control stress mode. Sixteen different formulations have been tested. A study performed on the different criteria aiming to predict the fatigue life of the bituminous mixes is presented. The DGCB approach, for the determination of the damage rates, was applied on the results of the experimental campaign. Using this approach, the influence of different parameters of mixes formulation on the fatigue behaviour was clarified. An other part of the experimental campaign was reserved to explore the healing phenomenon of the bituminous mixes. A series of tests was carried out on three different types of mixes with introducing rest periods. Finally, in the last part of this work, a fatigue damage law is proposed. This law is intrinsic and based on the DGCB method. It takes in consideration the correction of the artefact effects on the values of the complex modulus and also the non-linear evolution of the damage during the fatigue test

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Imad, Abdellatif. "Mécanismes du retard induit par l'application d'une surcharge au cours de la propagation d'une fissure de fatigue." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10172.

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Abstract:

L'augmentation momentanée du niveau de charge, au cours d'un essai de fissuration par fatigue à amplitude de charge constante, conduit à un ralentissement de la vitesse de propagation de fissure. Le but de ce travail est essentiellement d'étudier les mécanismes engendrés par l'application d'une surcharge unique. En effet, une partie de cette étude est consacrée à l'analyse de l'évolution des paramètres caractérisant le phénomène de retard (ad, (a)min, Nd, (Nd)min, (da/dN)min) en fonction du rapport de surcharge Rs. De même, l'influence du rapport de charge R sur le retard a été étudiée. Les observations, réalisées au microscope électronique à balayage (MEB), ont permis d'effectuer une analyse de la morphologie de la fissure en mettant en évidence les principaux mécanismes se produisant après surcharge : l'émoussement de la pointe de la fissure, la zone du sillage plastique, le phénomène de bifurcation de la fissure, les contacts entre les lèvres de la fissure. Parallèlement, à l'aide de la technique de rugosimétrie, l'évolution de la concentration latérale en surface le long de la fissure a été décrite. Cette évolution pourrait être comparable à celle des contraintes résiduelles de compression induites par plastification. Par ailleurs, une vérification de la validité et des limites de deux modèles décrivant le retard et bases sur des phénomènes physiques différents, a été effectuée

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Ngargueudedjim, Kimtangar. "Contribution à l'étude des lois d'endommagement en fatigue." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0025/these.pdf.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse traite de l'endommagement par fatigue des matériaux. Il s'intéresse plus particulièrement aux lois d'endommagement. Classées suivant leurs bases physiques, des lois tirées de la littérature sont étudiées vis à vis de leurs hypothèses et leur applicabilité en fonction du type de chargement considéré. Leurs particularités et leur validation sont mises en évidence à l'aide d'une confrontation des prévisions de durée de vie avec des résultats expérimentaux. La sensibilité des lois à certains paramètres matériau complète leur étude générale. Une modification de la loi d'endommagement de Lemaitre et Chaboche est proposée. Elle consiste à rendre la limite d'endurance du matériau fonction du niveau d'endommagement atteint. Les prévisions de durée de vie calculées avec ce modèle sont plus proches des durées de vie expérimentales que celles établies avec la loi d'origine, montrant ainsi une amélioration de la modélisation du comportement en fatigue
The topics of the work presented in this thesis deal with the fatigue damage of materials. It concerns the fatigue damage cumulating rules. These are issued from the relevant literature and are classified according to their physical basis. Hypotheses and applicability of all the damage rules are studied relatively to the fatigue loading. The peculiarity and the validation of damage rules are investigated by the use of the comparison between predicated fatigue lives and experimental ones. The sensitivity of the fatigue life predictions to material parameters is also assessed. Some modifications of the Lemaitre and chaboche damage rule are proposed. It states the material fatigue limit as one function of the cumulated damage amount. Predicted fatigue lives obtained with this proposition are closer to the experimental lives. Considering the effect of the actual damage amount upon the material fatigue properties leads in fact to more accurate assessment of the material fatigue behaviour

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Billaudeau, Thomas. "Fatigue multiaxiale des matériaux à défauts : mécanismes et critère d'endurance." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2326.

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Ce travail a pour objectif la mise en place d'un critère d'endurance multiaxiale pour des matériaux métalliques contenant des défauts. Une étude expérimentale a permis de déterminer l'influence de la géométrie des défauts sur le seuil d'endurance, en traction et en torsion. L'observation des mécanismes a révélé l'existence du Stade I de la fatigue aux défauts, entraînant la nécessité de considérer la création de fissure dans les plans de glissement du matériau. Le critère est alors défini par une prise en compte de l'état de contrainte local, par l'intermédiaire des parties déviatorique et hydrostatique du tenseur, associée au gradient de la contrainte hydrostatique. La prise en compte de ce gradient décrit bien l'influence des défauts sur la limite d'endurance. Le critère a été validé pour des défauts de différentes morphologies (en forme et en taille), sous différents chargements (traction, torsion et traction/torsion) et pour différents matériaux
This project aims to formulate a multiaxial fatigue criterion for metallic materials containing defects. An experimental study highlighted the influence of their geometry on the fatigue limit, under tension and under torsion. The observation of the mechanisms revealed the fatigue Stage I part of the cracks at defects, implying the necessary consideration of the creation of cracks in the material slip system. The criterion is defined by the local stress state, by mean of both deviatoric and hydrostatic part of the tensor, together with the gradient of the hydrostatic part. This gradient explains the influence of the defects on the fatigue limit. The criterion has been validated for defects of different morphologies (size and shape) under different loadings (tension, torsion and tension/torsion) and for different materials

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Sánchez-Santana, Ulises. "Comportement dynamique des matériaux et structures après sollicitation en fatigue." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Sanchez.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire a été consacré à l'étude de l'effet d'un pré-endommagement en fatigue sur le comportement en quasi statique et en dynamique d'un alliage d'aluminium 6061-T6 et d'un acier AISI 4140T. Ces travaux à forte dominante expérimentale ont nécessité la réalisation et la mise au point du dispositif de traction dynamique en utilisant les barres d'Hopkinson. Les essais de fatigue ont été réalisés selon deux configurations : - Essai de fatigue avec asservissement en contrôle de charge (grand nombre de cycles). - Essai de fatigue avec asservissement en contrôle de déformation (faible nombre de cycles). Les essais dynamiques ont été réalisés pour plusieurs vitesses de sollicitations (18 à 30m/s). Les résultats montrent que l'alliage d'aluminium n'est pas sensible à la configuration de l'essai de fatigue. Les propriétés mécaniques en quasi statique ne présentent pas d'évolution significative en fonction du dommage. Les propriétés dynamiques sont sensibles au pré-endommagement mais ne sont pas affectées par les vitesses de déformation. Dans le cas de l'acier pour les essais que ce soit en contrôle de déformation ou en contrôle de charge, les propriétés mécaniques quasi statiques et dynamiques sont affectées par le pré-endommagement et dépendent des vitesses de déformation. Les résultats d'analyse montrent une évolution différente de la ductilité avec une augmentation de celle-ci pour l'alliage d'aluminium et diminution pour l'acier. Les évolutions des différents paramètres ont pu être modélisées avec une loi exponentielle dont les coefficients sont liés à la vitesse de sollicitation. En perspective il serait intéressant d'analyser les différences de comportement des deux matériaux et faire évoluer le modèle de Johnson Cook.

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Ostoja-Kuczynski, Élisabeth. "Comportement en fatigue des élastomères : application aux structures antivibratoires pour l'automobile." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2153.

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Abstract:

Les délais de conception d'un nouveau véhicule sont aujourd'hui de deux ans contre cinq ans encore récemment. Si les aspects de comportement statique et dynamique des elastomères sont bien maîtrisés lors de la conception de nouveaux composants antivibratoires, la tenue en endurance des nouveaux produits reste un point critique. Les délais de développement sont incompatibles avec une boucle de conception basée sur des itérations successives validées sur banc d'essai d'endurance. Il est donc nécessaire de se doter d'un outil prédictif en fatigue permettant de quantifier numériquement la pertinence d'une solution technique avant sa validation définitive sur banc d'essai. Différents aspects du comportement en fatigue des élastomères sont étudiés dans ce mémoire afin de proposer un outil prédictif robuste face aux principales exigences industrielles. Quatre axes principaux sont traités : le cas des durées de vie extrêmes (longues et courtes), le phénomène de renforcement (augmentation de la durée de vie lors d'essais à rapport de charge positif), l'influence de la température sur la tenue en endurance et la prédiction de la durée de vie sous chargement multiaxial. Chacun de ces axes est analysé à partir d'une part des lois de propagation et d'autre part des lois d'amorçage. La synthèse des lois de propagation et des lois d'amorçage permet d'identifier les analogies existant entre ces deux approches et de montrer que ces deux phénomènes sont régis par des mécanismes physiques similaires
The delivery time for a new car project was previously five years and is now two years. In this context, the numerical simulation should replace experiments in order to sufficiently reduce the design time of new components. Nowadays, simulation of static and dynamic responses of new AVS components is widely used during the design loop, but duration life estimation remains a critical objective for rubber manufactures. In this context, a fatigue life criterion is a necessary pre-requisite to numerically establish the relevance of technical solutions before their experimental validation. In this work, several aspects of fatigue of rubbers are studied : 1 – very long and very short duration life, 2 – reinforcement phenomenon under non-relaxing conditions, 3 – temperature influence and 4 – multiaxiality effects. For each case, propagation law and initiation law are investigated in order to demonstrate that propagation and initiation were drive by similar physical mechanisms

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Hiebel, Denis. "Fissuration de fatigue en mode mixte sur disque brésilien et influence du lubrifiant." Metz, 1987. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1987/Hiebel.Denis.SMZ8722.pdf.

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Abstract:

L'écaillage apparaissant au cours de la fatigue-contact résulte de l'amorçage d'une fissure et de sa propagation en mode mixte, suivis de la rupture du ligament séparant la pointe de la fissure de la surface. Des expériences de fissuration de fatigue en mode mixte ont été effectuées au moyen d'éprouvettes du type "disque brésilien" (essai de traction indirecte) afin de simuler un tel phénomène. On propose un facteur d'intensité de contrainte équivalent permettant d'exprimer la vitesse de fissuration et tenant compte du retard observé dans certains cas, à l'aide des concepts de fissure droite équivalente et de fissure branchée. Une modélisation du chemein de fissure au moyen du critère de la contrainte tangentielle maximale est également proposée. Des essais effectués sous circulation d'huile montrent par ailleurs que le lubrifiant joue un rôle complexe dans le processus de fissuration et sa cinétique, par une action physico-chimique et par une réduction du frottement au niveau des lèvres de la fissure
Mixed mode fatigue crack propagation experiments were conducted via the "brazilian disc" test as a simulation of the phenomenon of pitting. (Pitting was observed to result from the initiation of a crack and its further propagation, followed by the fracture of the remaining material between the crack-tip and the surface). An equivalent stress intensity factor is proposed to traduce crack propagation rate, which takes into account the delay we observed in certain cases. Equivalent straight crack approximation and "branched" crack concept are needed for our calculations. A simulation of the crack path is also proposed by using the maximal tangentiel stress (M. T. S. ) criteria lubrification was shown to have a complex influence on crack growth rate. Experiments in a lubrication cell pointed out a chemical effect of the lubricant and a decrease of the friction between the crack-tip and the surface, due to the lubricant

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Saadaoui, Malika. "Etude de la résistance a la propagation de fissures dans des céramiques monolithiques de type alumine et zircone." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0015.

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Abstract:

Nous avons étudié la résistance à la propagation de fissure de deux types de céramiques monolithique s : une alunine commerciale et une zircone partiellement stabilisée à la magnésie (Mg-PS Z), constituée d'une matrice cubique contenant des précipités de phase tétragonale et monoclinique. Les courbes de résistance à la propagation de fissure (courbes R) de ces matériaux ont été déterminées dans différentes conditions d'essai : environnement, vitesse de déformation, forme de la pré-fissure, température (haute et basse température). Les résultats sont discutés par r apport à la microstructure des matériaux et aux mécanismes de renforcement mis en j eu : transformation de hase , micro fissuration ou pontage de fissure. Une corrélation entre l'influence des conditions d'essai et la microstructure a été mise en évidence ainsi que l'effet de la croissance sous critique sur les courbes R
Crack growth resistance was studied for two monolithic ceramics: alumina and magnesia partially stabilized zirconia (Mg-PSZ). Crack resistance curves (R curves) was determined at several test conditions: environment, starting crack, deflection rate, temperature (low and high temperature). The results show a correlation between the effect of experimental conditions, microstructure and toughening mechanisms (phase transformation, micro cracking and grain bridging). The effect of sub-critical crack growth on the R curve was also pointed out

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Nasr, Anouar. "Fiabilité en fatigue polycyclique des matériaux à défaut sous chargement multiaxial." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://www.theses.fr/2009ESMA0020.

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Abstract:

L'amorçage en fatigue des composants mécaniques se produit souvent au niveau des défauts très proches des surfaces. Ces défauts sont souvent dus aux modes d'élaboration des matériaux tels que le moulage et le laminage. Ils peuvent exister dans divers matériaux : les fontes à graphite sphéroïdale, les aciers, les alliages d'aluminium, etc. Même, si les technologies et les moyens actuels permettent une bonne optimisation des procédés d'élaboration, l'existence de ces défauts ne peut pas être complètement évitée. Ils peuvent être de différentes natures, le plus souvent: des retassures, des soufflures et des inclusions. Ils ont différentes formes (sphérique dans le cas d'une porosité et complexe dans le cas d'une retassure) et des tailles très variables : de quelques micromètres à quelques millimètres près. Il a été clairement observé, lors des essais de fatigue, que les défauts localisés en surface sont plus dangereux que ceux situés au cœur du matériau. De même, il s'est avéré que la plage de variation et la distribution statistique des tailles des défauts sont des paramètres influant sur la tenue en fatigue des matériaux à défauts
In many casting mechanical components, the fatigue microcracks initiate from surface defects. The process conditions and technology are being improved but they still cannot avoid these defects inherent to casting. Such defects were reported in different materials: cast irons, various steels and aluminium alloys. Different kinds of defects have been studied, namely, shrinkages, pores, inclusions and surface oxides. They have different shapes (spherical for the case of a pore and a complex 3D shape for shrinkage) and sizes (from several micromillimetres to millimetres ). It is well established that crack initiation occurs around the defect when components are submitted to multiaxial high cycle loading. For a given size, surface defects are much more harmful than those located in the bulk. The most influencing paérameters are the size and the distribution density of those defects

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Sudreau, Francois. "Méthodes d'analyse et de simulation de la fatigue thermique de céramiques thermomécaniques." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0058.

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Abstract:

Partant du constat que dans le cas des matériaux céramiques, les essais de fatigue thermique sont particulièrement longs à réaliser du fait de la durée d'un cycle thermique et de la dispersion des résultats nous avons voulu par ce travail, trouver de nouvelles voies permettant de mieux prévoir et de mieux comprendre la fatigue thermique. Dans un premier temps, nous avons développé une analyse statistique de la fatigue thermique où la dispersion des résultats n'est lus un obstacle mais, au contraire, un moyen de caractériser la propagation sous-critique des fissures. D'autre part, nous avons simulé la propagation sous-critique des fissures dans un matériau soumis à des contraintes cycliques d'origine thermique. Ces simulations ont été faites en intégrant les lois de propagation de fissure trouvées par des essais de double torsion. Nous avons porté une attention particulière à distinguer dans nos calculs les trois stades de propagation de fissure mis en évidence par les essais de double torsion
Usually thermal fatigue tests are very long, especially in the case of ceramics, because of the duration of a single thermal cycle and the scattering of the results. The aim of this work is to find new anal sis al lowing a better understanding and better accuracy of the lifetime previsions. First, a statistical anal sis has been developed. With this analysis the result scattering is not a problem but is rather used to find the slow crack growth parameters of the ceramics. In another instance, the slow crack growth has been simulated in the case of a sample submitted to thermal cycles. This simulation has been done by integrating the slow crack growth data foundeby double torsion tests. The slow crack growth stages determined by double torsion tests were carefully taken into account for the simulations

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Janosch, Jean-Jacques. "Etude de la tenue à la fatigue des assemblages soudés en angle (en acier E 36-4) en fonction de la dimension de la pénétration des soudures dans le cas d'une sollicitation combinée de traction et flexion." Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Janosch.Jean_Jacques.SMZ9115.pdf.

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Abstract:

Le programme expérimental est réalisé sur des assemblages en T en acier E 36-4 soudés à l'aide des procédés mig fil fourré et électrode basique. Cette phase de l'étude a permis d'évaluer avec précision la phase de propagation des fissures courtes de 0. 05 à 1 mm (à l'aide d'une méthode de détection expérimentale par microjauges extensométriques) qui évoluent depuis les pieds de cordons de soudure et également de montrer l'existence d'une dimension critique du manque de pénétration en dessous de lasuelle la non pénétration n'a aucune incidence significative sur la durée de vie en fatigue des assemblages. Les calculs numériques effectués par la méthode aux éléments finis pour modéliser la tenue à la fatigue des assemblages, a permis de simuler les chemins de propagation des fissures de fatigue en pied et en racine de cordon en fonction de la pénétration de la soudure. La formulation du modèle analytique d'estimation de la durée de vie en fatigue des assemblages en angle permet de prendre en compte à la fois l'évolution de la forme du front de fissure et l'évolution de la fraction d'ouverture de fissure u définie par Elber. Ce facteur u permet d'introduire la variation de l'amplitude du facteur d'intensité de contrainte efficace (delta k eff) en fonction de la profondeur de la fissure dans le cordon de soudure. L'analyse des résultats démontre l'efficacité de cette modélisation analytique car elle prend en compte la phase de propagation lente des microfissures et donne une estimation satisfaisante de la durée de vie en fatigue des assemblages en angle sollicités en traction et flexion

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D'Ambrosio, Flavio. "Comportement dynamique des structures en présence de frottement sec : application aux ensembles aubés." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0074/these.pdf.

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Abstract:

Une des causes les plus fréquentes d'endommagement des turbomachines est représentée par la rupture à la fatigue des aubes. Des dispositifs de liaisonnement spécifiques (nageoires, dissipateurs sous plate forme) sont utilisés afin de réduire les amplitudes des vibrations par frottement sec. Une démarche numérique expérimentale permet la validation des procédures mises en œuvre pour modéliser le comportement non linéaire de ce type de structure. Parallèlement une nouvelle méthodologie d'identification du type de contact le mieux adapté est introduite à partir de l'analyse du comportement dynamique. Les causes réelles de l'aplatissement des pics des réponses forcées, sont analysées grâce à l'évaluation de l'énergie dissipée et des changements des états de contact lors des phases stick/slip (bloqué/glissant). Finalement, une procédure numérique est conduite avec pour objectifs principaux d'obtenir, dès la conception, des précieuses indications quant aux niveaux de réponses des aubes et quant à leur sensibilité au phénomène du désaccordage
One of the most common failure modes for turbomachinery wheels is high-cycle fatigue of blades. To avoid high amplitudes and extend the working life of machines, different devices (shrouds, dampers under plat-form) are used. An experimental numerical approach allows to validate the procedures used to represent the non linear behaviour of these structures. At the same time, a new method approach to identify the most adapted contact model is introduced directly from an analysis of the experimental dynamic behaviour. The real causes of the flattening of the frequency response functions peaks are considered analysing the real dissipated energy by dry friction and the change of the contact state during a stick/slip phase. At the end, a numerical approach is conducted to obtain principal indications about damped vibrations and the sensitivity on the mistuning for a cyclic symmetrical structure

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Le, Gorju Jago Karine. "Influence de la cristallisation sous contrainte sur l'endurance et la propagation des fissures de fatigue dans les élastomères." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1998. http://www.theses.fr/1998ECAP0699.

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L'objectif de notre travail est de dégager et d'etudier la paramètre qui gouvernent la tenue en endrance et en propagation de fissures d'une formulation industrielle à bace sde caoutchouc naturel chargé christallisable sous contrainte. L'influence de la cristallisation sur le comportement en fatigue est primordiale tant que le cycle de fatigue reste en traction. Ses effets sont autant spectaculaires en endurance qu'en propagation de fissures. L'effet de la cristallisation est retardé lorsque la température d'essai augmente. A 90°C la cristallisation n'opère plus. Des modélisations du comportement en endurance ont été proposés et montrent bien l'importance simultanée de la contrainte moyenne et de la contraine alternée sur les durées de vie. Tenant compte de ces deux paramètre un courbe S-N ou un diagramme de Haigh permet de prédire la tenue en fatigue dans le cas de sollicitation uniaxiales, en tenant compte des effets de renforcement dus à la cristallisation. Dans le cas de forts niveaux de compression l'analyse des contrainte et déformations locales, couplée au suivi par tomographie au rayons X des fissures ont permis de de conclure que la contrainte principale de cisaillement était un bon critère d'amorçage. Les approches classiques de l'apllication de la mécanique de la rupture ont été revues et adaptées. Elles ont permis de différencier les lois de fissuration en état de contrainte plane et en état de déformation plane. Le processus de fissuration est régi par la formation d'une structure anisotrope en fonds de fissure qui se traduit sur les courbes de fissuration par une forte dépendance vis à vis du rapport de charge. D'autre par, l'ensemble de ce mémoire tend à montrer que l'endommagement par fatigue du caoutchouc est le résultat de trois types de contributions : mécanique, chimique et environnemental : la température est un paramètre d'autant plus important qu'il participe à l'augmentation du dommage mécanique à la multiplication des réactions de thermo-oxydation et à la réduction de la cristallisation.

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Le, Roux Jean-Christophe. "Étude du comportement et de l'endommagement en fatigue d'un acier inoxydable austéno-ferritique moulé vieilli." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0653.

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Abstract:

Les aciers austéno-ferritiques moulés sont utilisés pour la fabrication de certains composants du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée. Leur utilisation aux températures de service entraine leur fragilisation en raidon de l'apparition d'une phase durcissante dans la ferrite par transformation spinodale. Certaines conditions réelles de fonctionnement sont telles que les aciers en cause sont soumis à des chargements cylindriques. Par conséquent un des citères retenus pour la tenue en service des composants est la résistance à la fatigue. Ce travail s'incrit dans ce cadre. Il a été montré que malgré la macrostructure particulière de ces aciers, le comportement des aciers austéno-ferritiques vieillis sous chargement cylindriques est classique. En effet l'endurance du matériau en fatigue oligocyclique suit une loi de Manson-Coffin. Le durcissement initial est suivi d'un adoucissement attribué en partie à la destruction partielle de compositions. De plus la vitesse de fissuration par la fatigue suit une loi de Paris. L'étude des mécanismes d'endommagement des aciers austéno-ferritiques a montré que l'ammorçage des fissures a lieu préferenctiellement aux abord des retassures de taille millimétrique. La propagation des fissures continue. Elle correspond à des rupture successives d'éléments composés par un îlot de ferrite et un îlot d'austénite (en premier lieu la ferrite se rompt par clivage comme en chargement monotone puis l'austénite se rompt par fatigue).

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Marines, Garcia Israël. "Exploration de la fatigue des métaux au-delà du milliard de cycles." Paris, CNAM, 2004. http://www.theses.fr/2004CNAM0480.

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Abstract:

Les composants mécaniques, et en particulier ceux des véhicules sont soumis tout au long de leur durée de vie à environ 108-1010 cycles (fatigue gigacyclique), alors que les dimensionnements actuels sont basés sur des données obtenues expérimentalement jusqu’à 107 cycles (fatigue mégacyclique), qui sont les seuls atteignables avec les techniques expérimentales actuelles. Ceci implique l’utilisation de facteurs de sécurité relativement importants pour tenir compte de l’incertitude dans cette extrapolation. La présente étude a permis de mettre au point et fiabiliser une technique d’essai de traction - compression par résonance à 20 kHz et par résonance à 30 kHz permettant d’atteindre expérimentalement 108-1010 cycles et 1011 cycles respectivement. La méthode a été validée en vérifiant la cohérence des résultats obtenus avec la nouvelle méthode et les méthodes classiques dans leur domaine de recoupement (~107 cycles). Cette étude a également généré des données de fatigue gigacyclique sur les principaux matériaux alternatifs utilisés dans la fabrication des principales pièces mécaniques (aciers, fonte, aluminium…), permettant d’établir une première base de données pour un meilleur dimensionnement de ceux-ci. Les résultats obtenus en fatigue gigacyclique montrent que, dans de nombreux cas, il n’existe pas de limite d’endurance à 107 cycles, comme cela est actuellement postulé dans les principaux codes de dimensionnement, qui devraient donc être revus en fonction de ces nouveaux résultats. Une interprétation des résultats en termes de sensibilité du matériau au défaut et hétérogénéité et/ou finesse de la microstructure a été proposée, pour rendre compte de l’ensemble de ces résultats. Finalement, un nouveau prototype d’essais en fatigue à 20 kHz en torsion a été conçu et calculé, ainsi les premiers résultats de fatigue en torsion entre 106 et 1010 cycles sur un acier à matrice biphasée (50% ferrite – 50% perlite) ont été obtenus
Mechanical components, particularly those used in the automotive industry, reach 108 – 1010 cycles during all their lifetime under cyclic loads (gigacycle fatigue), whereas the present designs are based on the results obtained experimentally up to 107 cycles, (megacycle fatigue), which are obtained with the conventional experimental techniques (hydraulic and/or electromagnetic fatigue machines). This implies the use of factors of safety relatively important to take into account the uncertainty from this extrapolation. The present study has allowed the set up of a resonance fatigue technique on traction - compression at 20 and 30 kHz, in order to reach experimentally 108 - 1010 cycles in less than one week and 1011 cycles in around 40 days, respectively. The reliability of the experimental equipment was carried out, in a beginning thanks to the calculation of components key on resonance like; the amplifier of displacement (sonotrode) and specimens. In a second stage the reliability was attained through the test equipment calibration. Accurate automatic control of stress and number of cycles during test. Verification of the absence of other ways of vibration which can generate wrong loads (flexion, torsion, etc. . . . ). In addition a control of temperature during fatigue test was carried out using an equipment of infrared in the zone of maximal stress, where an air jet is applied to limit the temperature a maximum of between 15 and 25°C. Finally, a verification of the mechanical properties (hardness) and microstructure was carried out in the zone of rupture, with the purpose of comparing to original state. The experimental method has been validated verifying the coherence of results obtained with this new method, and classic methods in the common zone within the curves S-N (~107 cycles). This study has also generated information on the gigacycle fatigue of the main alternative materials used in the manufacture of mechanical parts (steel, cast-iron, aluminium), allowing to establish a data base for a better design of these as well as general a scientific point of view on the gigacycle fatigue. The results obtained in gigacycle fatigue show that, in most of the cases it does not exist a fatigue limits at 107 cycles, like, it is postulated in the international standards, which will should reviewed based on these new results. An interpretation of the results in terms of the sensitivity of the material to the defects (inclusions, porosities) and to the heterogeneity and/or size of the microstructure (martensite, bainite, perlite, ferrite, austenite), has been proposed, to help the understanding of related results. In the case of the aluminium alloy, a discussion of the international norm [ASTM 2003/E468-90(1998)] is proposed in order to design components using this alloy based on the mechanisms of crack initiation: (surface and internal). On the other hand, an analysis of the diagram of Kitagawa has been implemented to define the critical size of the defect in the crack initiation on very high cycle fatigue. The model developed by Paul C. Paris concerning the prediction of crack growth life portion from crack initiation until specimen fail “fish-eye” was also used in this study; also the model of Murakami consisting to the prediction the fatigue strength was employed on very high cycle fatigue. On the other hand, an application of the index of Ashby appears to classify the materials in terms of their performance. Finally, a new vibratory fatigue prototype in torsion at 20 kHz has been design, obtaining the first results of fatigue in torsion between 106 and 1010 cycles on a bi-phase steel (50% ferrite - 50% perlite)

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Bataille, Alain. "Modélisation numérique de l'endommagement physique en fatigue cas de l'acier 316L et d'un acier ferrito-perlitique." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10162.

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Abstract:

L'endommagement physique de surface de l'acier 316L en fatigue par traction-compression est décrit. La formation de nombreuses fissures en surface caractérise la fatigue oligocyclique est introduit un caractère statistique important dans leur évolution. La loi de Manson-Coffin est ainsi obtenue en considérant une accumulation d'événements élémentaires d'endommagement: les fissures de longueur inférieure à la taille de grain. Trois phases sont distinguées dans l'évolution des fissures. La première correspond à une génération importante de fissures courtes. Quelques joints de grain sont franchis durant la seconde phase. La troisième se traduit par un endommagement accéléré et la formation finale d'une fissure fatale de 1 mm. Une modélisation numérique de l'endommagement physique est développée, basée sur la constance du taux de génération de fissures en terme de pourcentage de durées de vie. Le taux dépend du matériau et des conditions mécaniques de la sollicitation cyclique. La vitesse de propagation en surface joue un rôle déterminant dans la modélisation. Le nombre de fissures intervient par interactions de déformation plastique et la coalescence modifie plutôt la formation de la fissure fatale. L'évolution simulée de l'endommagement physique en fatigue-corrosion à potentiel libre s'interprète par une accélération de la propagation en surface. Nous comparons l'endommagement physique du 316L avec celui d'un acier ferrito-perlitique en traction-compression cyclique et en torsion alternée cyclique. Trois phases du développement de l'endommagement physique apparaissent également. L'effet statistique est prépondérant aux dépens de l'effet des microstructures et des modes de chargement

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Large-Toumi, Béatrice. "Etude du comportement en fatigue de composites carbone/expoxy : Rôle de l'interface." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0016.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'etude du role de l'interface fibre/matrice dans le comportement en fatigue de composites ud carbone/epoxy. Nous disposons d'un materiau de reference (t300/dgeba/ddm) et nous faisons varier la nature de l'ensimage, le traitement d'oxydation de la fibre et le degre de reticulation de la matrice. L'essai de flexion trois points mettant en jeu des phenomenes indesirables de ruptures en compression, une sollicitation de flexion par flambement a ete preferee. Apres mise au point et validation, cet essai a permis une veritable caracterisation en flexion. Nous avons montre que nos materiaux sont peu sensibles a la vitesse de mise en charge. L'etude du comportement cyclique a ete abordee en distinguant les aspects: rupture brutale et durabilite. Nous avons montre que les comportements monotone et cyclique sont tous deux sensibles a l'influence de l'interface. En particulier, l'absence de traitement d'oxydation augmente les caracteristiques a rupture tout en ayant une influence limitee sur la tenue en fatigue propre. Une legere sous-reticulation de la matrice a permis d'ameliorer la tenue en fatigue mais en penalisant le comportement a rupture. Afin d'obtenir une evaluation plus directe des proprietes interfaciales, une caracterisation micromecanique a ete entreprise en utilisant les tests de microindentation et de la goutte. La modelisation mecanique de ces deux tests a ete abordee en proposant un modele plus specifique au comportement des frp, pour la microindentation, plus adapte aux conditions particulieres d'essai, pour le test de la goutte. L'essai de microindentation s'est revele difficile a mettre en uvre sur cfrp (il est bien adapte aux gfrp). Le test de la goutte, quant a lui, est tres bien adapte. Les resultats obtenus ont tous mis en evidence la bonne adhesion des systemes etudies. L'ensimage specifique epoxy augmente fortement la resistance de l'interface ; l'absence de traitement d'oxydation conduit a une interface legerement moins resistante. En synthese, nous concluons que, suivant la resistance interfaciale, le point faible du materiau est soit l'interface soit la matrice. De plus, l'analyse des proprietes monotone et cyclique montre que l'interface optimale n'existe pas en soi: elle est fonction, outre des proprietes du couple fibre/matrice, de la performance etudiee

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Boukharouba, Taoufik. "Etude du comportement en fatigue des fissures semi-elliptiques : application aux plaques en flexion et aux tubes sous pression interne." Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Boukharouba.Taoufik.SMZ9516.pdf.

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Abstract:

La propagation en fatigue d'une fissure, à partir d'un défaut initial en surface présent dans une structure tridimensionnelle chargée mécaniquement, est caractérisée par le fait que le défaut prend une forme semi-elliptique qui évolue au cours du temps. La sécurité des constructions et notamment celle des réservoirs sous pression interne nécessite de connaitre l'évolution de ce défaut au cours du chargement cyclique. Les concepts de sécurité, comme celui de fuite avant rupture, utilisent à la fois la profondeur et la forme du défaut elliptique au cours de la fissuration et nécessitent donc la connaissance de la loi de propagation. Cette évolution complexe est le plus souvent considérée comme régie par des approches basées toutes sur l'hypothèse que la propagation d'une fissure est sensible au gradient de contraintes et donc gouvernée par le facteur d'intensité de contraintes. Trois approches sont utilisées successivement, locale, globale et semi-locale. Par le biais des résultats des essais de fissuration et des calculs aux éléments finis nous avons examiné en même temps la valeur et l'évolution du facteur d'intensité de contraintes tout le long du front de fissuration initial de forme semi-elliptique, contenu dans une plaque en flexion trois points et dans un tube sous pression interne. Le calcul a été fait à partir des mesures réelles du front de fissure sur tube et sur plaque pour différentes conditions de géométrie a/c et a/b. Apres quoi nous avons utilisé ces résultats pour déterminer les paramètres de fissuration mi et Ci de la loi de paris. Ces coefficients sont relatifs à la solution de la fissure semi-elliptique au point le plus profond et en surface et pour deux rapports de charge R = 0,1 et 0,3 dans le cas d'une plaque (R = 0,3 dans le cas d'un tube). Nos résultats ont montres une certaine divergence concernant à la fois la valeur et l'évolution du facteur d'intensité de contraintes, notamment par rapport à ceux dépouillés par la solution de newman & raju et cruse & besuner. Cette divergence est du à notre avis à la densité et aux types de maillage utilise. Nos résultats sont une contribution au problème de la propagation des fissures de fatigue semi-elliptiques qui selon nous est encore actuellement un problème ouvert
The propagation of a fatigue crack emanating from an initial surface defect in a three dimensionnal mechanically loaded structure is characterized by the fact that the defect takes an elliptical shape which evolutes with the time. The safety of constructions and, particulary of pressure vessels, implies to know the the evolution of this defect with the cyclic loading. The safety concepts, such as "leak before break", use the depth and shape of the elliptical defect and need the knowledge of the propagation law. This evolution is often complex and is considered as governed by various approaches all based on the assumption that the propagation of a crack is sensitive to stress gradient and, then, governed by the stress intensity factor. Three approaches will be considered, local, global and semi-local. Results from crack propagation experiments and finite elements calculations have been analysed in terms of stress intensity factor evolution along the semi-elliptical crack front. These analysis were made on plates and tubes, for various a/c and a/B ratios. Our results have been used to determine the crack propagatio parameters mi and Ci of the Paris' law. These coefficients are related to the solution for a semi-elliptical crack at the deepest point and on surface and for two loading ratios (R=0. 1 and R=0. 3 for a plate, R=0. 3 for a tube). These results have shown that is some discrepancy for both the value and the evolution of the stress intensity factor, with respect to those obtained with the method given by Newmann and Raju or Cruse and Besuner. This discrepancy is due to the density and the kind of meshing used. Our results are a contribution to the no-solved problem of the propagation of semi-elliptical fatigue crack

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Bertussi, Bertrand. "Etude des mécanismes initiateurs de l'endommagement laser dans les composants optiques : vers une amélioration de la tenue au flux." Aix-Marseille 3, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX30015.

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Abstract:

Cette thèse traite des mécanismes de l'endommagement laser dans les matériaux optiques (silice et KDP) en régime nanoseconde. Tout d'abord, nous validons l'hypothèse des centres précurseurs de l'endommagement laser. Ensuite, nous développons un microscope photothermique haute résolution afin de détecter de façon non destructive les nano-défauts absorbants susceptibles d'initier le claquage. Le couplage de ce dispositif à un banc d'endommagement permet d'étudier avec précision l'évolution de défauts modèles (inclusions métalliques) lors d'une irradiation laser. Les données expérimentales sont comparées à des simulations d'interaction laser matière afin de mettre en évidence les mécanismes initiateurs. La connaissance du comportement de ces défauts modèles lors d'une irradiation laser et l'étude systématique de la " fatigue " des matériaux réels soumis à des tirs répétés permettent finalement de définir des procédés de conditionnement laser capables d'améliorer leur tenue au flux
This thesis deals with laser-induced damage mechanisms in optical material (fused silica and KDP) for nanosecond pulses. Firstly, we validate experimentally the hypothesis of nano-sized damage precursor centers. Then we develop a high resolution photothermal microscope in order to detect the absorbing defects. The coupling of this setup with laser damage facility permits to study precisely the behavior of model defects (gold inclusions) under laser irradiation. Experimental data are compared with numerical simulations of laser-matter interaction in order to understand the initiation process. A systematic study of the fatigue effect induced by repeated laser irradiations permits to define conditionning procedures in order to increase the Laser-Induced Damage Threshold of the optical components

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Lehericy, Yoann. "Endommagement et cumul de dommage en fatigue dans le domaine de l'endurance limitée d'un acier inoxydable austénitique 304L." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2268.

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Abstract:

Cette étude s’est attachée à estimer les répercussions d’un cyclage dans le domaine oligocyclique sur la limite de fatigue d’un acier inoxydable austénitique 304L. Les effets d’un écrouissage et d’une rugosité sévère (meulage) ont été examinés. La première étape de ce travail a consisté à caractériser le dommage en surface induit par différents pré-cylages. Elle a permis d’identifier les mécanismes et la cinétique de l’endommagement de l’acier inoxydable 304L dans le domaine de la fatigue oligocyclique en fonction de l’état de surface. Les échantillons pré-cyclés ont ensuite été sollicités en endurance afin d’établir les limites de fatigue associées à chacun des pré-endommagements. Les résultats indiquent que, tant que des fissures ne se sont pas amorcées à la surface des échantillons, le pré-cyclage a peu d’influence sur la limite d’endurance du 304L. Dans le cas du matériau poli, un certain nombre de cycles de pré-endommagement est nécessaire pour amorcer des fissures et affecter la limite de fatigue alors que, dans le cas du matériau meulé, un nombre de cycles bien moindre conduit à l’amorçage de fissures et suffit ainsi à faire chuter la limite d’endurance de manière importante. La limite de fatigue du matériau présentant des fissures en surface peut être estimée à l’aide du seuil de propagation. D’autre part, cet effet néfaste d’un état de surface sévère est accentué lorsqu’une contrainte moyenne est imposée
The aim of this study was to evaluate the consequences of a Low Cycle Fatigue pre-damage on the subsequent fatigue limit of a 304L stainless steel. The effects of hardening and severe roughness (grinding) have also been investigated. In a first set of tests, the evolution of the surface damage induced by the different LCF pre-cycling was characterized. This has permitted to identify mechanisms and kinetics of damage in the plastic domain for different surface conditions. Then, pre-damaged samples were tested in the High Cycle Fatigue domain in order to establish the fatigue limits associated with each level of pre-damage. Results evidence that, in the case of polished samples, an important number of cycles is required to initiate surface cracks ant then to affect the fatigue limit of the material but, in the case of ground samples, a few number of cycles is sufficient to initiate cracks and to critically decrease the fatigue limit. The fatigue limit of pre-damaged samples can be estimated using the stress intensity factor threshold. Moreover, this detrimental effect of severe surface conditions is enhanced when fatigue tests are performed under a positive mean stress

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Lévesque, Frédéric. "Analyse de la fatigue par petits débattements (fretting fatigue) de fils d'un conducteur électrique." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26314/26314.pdf.

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Abstract:

Le phénomène de fatigue par petits débattements est tributaire des conditions de contact où il se produit. Dépendamment de ces conditions, des contraintes ainsi que des microglissements prennent forme. Dans le cas du contact entre le berceau d'une pince de suspension et un fil de conducteur électrique, la fatigue par petits débattements est observable près du dernier point de contact (DPC) entre les deux corps. Une étude en deux parties des conditions de contact en cette zone a eu lieu. En premier lieu, des mesures de déformations ont été prises sur les fils les plus susceptibles de rupturer lors d'essais de fatigue. Deux conducteurs ont été étudiés: un ACSR Drake et un ACSR Bersfort. Ces mesures ont permis de connaître la nature des efforts agissant sur ces fils. Lors du chargement statique, des déformations plastiques sont observables à une tension équivalente à 30\% de la résistance maximale en tension. Le mode de déformation le plus important près du DPC est par flexion binormale, quoique les déformations en traction soient aussi importantes. Lors d'un essai de fatigue, le chargement alterné découlant de la vibration du conducteur est principalement ressenti par un fil comme étant une traction alternée. Suite à cette constatation, un modèle par éléments finis n'impliquant qu'un chargement en traction (outre l'application d'une force de contact reproduisant le serrage du chapeau de la pince de suspension) a été développé. La technique de l'analyse globale locale a été utilisée afin de rendre plus efficace la modélisation 3D du problème. Des simulations en domaine élastique et élastoplastique ont permis de déduire les conditions de contact existant entre un fil de conducteur et le berceau d'une pince de suspension, avec un intérêt particulier pour les microglissements. Les microglissements jouent un rôle important dans le processus de fatigue par petits débattements. Il est donc important d'obtenir un ordre de grandeur de leur amplitude. Il a été observé que les microglissements maximaux pour le cas d'un contact entre un fil et le berceau d'une pince de suspension seraient inférieurs ou du même ordre de grandeur que ceux obtenus dans le cas du contact entre deux spheres. Ce dernier modèle peut donner une évaluation raisonnable des microglissements permettant de développer un indicateur de fatigue tenant compte de la mécanique du contact. Les microglissements et les contraintes de contact obtenus numériquement peuvent servir à calculer divers indicateurs de fatigue. Le critère de Ruiz et Chen est utilisé afin d'illustrer le fait.

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Boukhili, Rachid. "Fissuration par fatigue des polyamides : mécanismes." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPD005.

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Couchaux, Maël. "Comportement des assemblages par brides circulaires boulonnées." Rennes, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAR0030.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse porte sur le comportement élastique et élasto-plastique des assemblages par brides circulaires boulonnées utilisés dans la construction métallique. L’objectif de ce travail est de fournir des méthodes pratiques permettant d’évaluer la résistance statique et les concentrations de contrainte au droit des détails de fatigue de ce type d’assemblage. Afin de couvrir au mieux la gamme d’assemblages par brides circulaires utilisés dans la construction, trois configurations ont été analysées : les tronçons en L soumis à un effort normal de traction, les assemblages par brides circulaires soumis à un effort normal de traction et les assemblages soumis à un moment fléchissant. Ces trois types d’assemblages sont étudiés expérimentalement, numériquement et théoriquement respectivement dans les chapitres II, III et IV. Le contact entre brides adjacentes a été analysé avec précision en se référant à un modèle poutre développé dans le chapitre ITout d’abord, une campagne d’essais a été effectuée pour chaque configuration d’assemblage afin d’étudier leur comportement dans les domaines élastique et élasto-plastique. Une attention particulière est accordée à l’analyse de l’influence du serrage des boulons et des défauts de planéité sur le comportement élastique, et notamment sur les étendues de contraintes au pied du cordon de soudure et dans les boulons tendus nécessaires à tout calcul de la résistance à la fatigue. Chaque essai est conduit jusqu’à la ruine afin de bien évaluer la résistance statique de l’assemblage. Un modèle numérique, basé sur le code de calcul par éléments finis ANSYS, utilisant des éléments volumiques et de contact a été développé pour chacun des trois types d’assemblage. Les résultats des analyses numériques ont été confrontés aux résultats des essais. Une fois ce modèle numérique validé, il a servi à des études paramétriques afin de compléter les résultats expérimentaux obtenus, et de mettre en avant certains traits de comportement qui n’ont pas pu être observés lors des essais, par exemple l’évolution des zones de contact. Des modèles analytiques sont proposés pour rendre compte du comportement de ces assemblages dans le domaine élastique afin d’évaluer, d’une part les étendues de contraintes au droit des détails de fatigue, et d’autre part la rigidité des assemblages. De plus, dans le but d’évaluer la résistance statique de ces assemblages, des modèles analytiques sont également proposés en se fondant sur l’analyse limite. Les effets du contact entre brides adjacentes sont toujours pris en compte. Des méthodes pratiques de calcul sont ensuite déduites de ces modèles analytiques. Enfin les résultats obtenus à partir de ces méthodes sont comparés à ceux des essais et des études paramétriques
This thesis deals with the elastic and elasto-plastic behaviour of bolted circular flange joints used in steel structures. The aim of the work is to provide practical design methods for determining the static resistance of such flange joints as well as the stress concentration factors for the parts which are fatigue sensitive which are the tube wall at the weld toe and the bolts. In order to be able to cover the range of joint sizes that one finds in construction, three joint configurations were studied: L stubs under an axial load in the stem, flange joints with an axial applied to the connected tube and flange joints submitted to bending moments. The experimental, numerical and theoretical studies carried out on the three joint configurations are the subjects of chapters II, III and IV of the thesis. In chapter I the phenomena of surface contact between the adjacent flanges is clarified by a specially developed beam model whose validity is supported by the results from a finite element model including contact elements. To begin with a programme of tests was carried out for each of the joint configurations so as to obtain knowledge of their elastic and elasto-plastic behaviours and the results obtained are presented and discussed. Particular attention was paid to the study of the influence of bolt preloading and of out-of-plane imperfections of the flange surfaces on the elastic behaviour, in particular in relation to the tube wall stresses ranges at the weld toe and to the loading in the bolts which is essential information required for determining the fatigue life of those components. Since each specimen was loaded to failure, an experimental evaluation of the joint’s static resistance finally obtained. Using the ANSYS code, finite element models with brick elements and contact elements were developed for each of the joints configurations. The results from the finite element analyses were compared favourably with the test results both from the present testing but also from available published work. Thus validated, the finite element models were used to carry out parametric studies with the purpose of not only supplementing the experimental results but also to bring more light on certain aspects of the joint behaviour which could not be examined in sufficient detail during the test programme, such as the evolution of the contact zone with loading. Theoretical models were developed to describe the joint configuration behaviour in the elastic range, both for providing the stress concentration factors for the fatigue sensitive components and for estimating the joint stiffness. In order to determine the static resistances of flange joints, under axial load or under moment, theoretical limit state models are derived. The predictions of the joint behaviour and resistance models provide satisfactory results when compared to results both experimental and by finite element analyses. In all of the latter models the influence of contact is taken into account. Finally, based on the latter theoretical models, practical methods for determining design values of resistances of flange joints, under axial load, moment or a combination of moment and axial load, are proposed

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Raoult, Ida. "Structures élastomères sous chargement cyclique : Comportement – Fatigue – Durée de vie." École polytechnique, 2010. http://www.theses.fr/2010EPXX0090.

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Abstract:

L’industrie automobile utilise de nombreuses pièces en caoutchouc aux fonctions antivibratoires, dont il faut garantir la tenue en service. L’objectif de ce travail de thèse est de proposer une méthode pour prévoir la durée de vie en fatigue d’une structure en caoutchouc naturel chargé au noir de carbone. La démarche proposée consiste à découpler l’évolution du comportement mécanique et l’endommagement sous chargement cyclique. On suppose qu’il existe un cycle stabilisé et que la durée de vie, définie comme l’amorçage d’une fissure détectable, ne dépend que des grandeurs mécaniques évaluées sur celui-ci. Les élastomères soumis à un chargement cyclique présentent un adoucissement associé à l’effet Mullins, qui se produit surtout pendant les premiers cycles, après lesquels la réponse du matériau reste identique. On propose un modèle capable de décrire cette réponse stabilisée, ne dépendant que des variables mécaniques en régime établi. Ses paramètres sont les élongations maximales dans un nombre fini de directions matérielles, de façon à décrire l’anisotropie induite par l’effet Mullins. Ce modèle est ensuite utilisé pour analyser un grand nombre d’essais d’endurance uniaxiaux et multiaxiaux, réalisés sur éprouvettes axisymétriques. On montre qu’il permet de prendre en compte efficacement l’influence du type de contrôle ou d’une précharge. L’analyse des essais multiaxiaux ne mettant pas en jeu de renforcement, c’est-à-dire passant par l’état de déformation nul, montre que la contrainte principale maximale est suffisante pour représenter tous les cas de chargement, à l’exception de ceux qui font intervenir des phénomènes de cumul multi-plans. On propose alors une loi de cumul d’endommagement pour représenter ce type de chargement
The automotive industry must ensure the service life of numerous rubber components used for anti vibratory purposes. This work aims at proposing a method to predict the fatigue life of a carbon-black reinforced natural rubber structure. The approach proposed here consists in uncoupling the evolution of the mechanics behaviour and damage under cyclic loading. We make the assumption that the behaviour tends to stabilize and that the lifetime, defined as the initiation of a crack, depends only on the mechanical variables in the stabilized state. Upon cyclic loading, elastomers experience a stress-softening phenomenon known as the Mullins’ effect. This phenomenon occurs mostly during the first few cycles, after which the response of the material remains unchanged by additional reloading. We propose a model to represent this stabilized state, supposed to depend only on some cyclic variables. The parameters are the maximum stretches reached in a finite number of material directions, in order to describe the anisotropy induced by the Mullins’ effect. This model is used to analyse a large number of uniaxial and multixial fatigue tests realised with cylindrical dumbbell specimens. We show its ability to take into account the type of control (force or displacement) and the influence of an initial overload. The analysis of the multiaxial data indicates that the maximum principal stress is well correlated with lifetime for all types of solicitations, excepting those which involve multi-plane cumulative damage. A cumulative damage law is proposed to account for these types of loading

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Wu, Tieying. "Modélisation de la fissuration en fatigue vibratoire à haute température : applications aux alliages à base de nickel." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1992. http://www.theses.fr/1992ECAP0264.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nos efforts se sont portés, pendant trois ans, sur quatre objectifs: 1) calcul du facteur d'intensité de contraintes en fatigue vibratoire à température ambiante et à haute température par la méthode des éléments finis; 2) essais et analyses de fissuration à température ambiante et a haute température en fatigue vibratoire et en fatigue conventionnelle; 3) pilotage de la machine d'essai par un micro-ordinateur IBM ps/2; 4) conception et réalisation d'un nouveau système d'essai pour la superposition de la fatigue vibratoire a une charge moyenne non nulle. Les études en fatigue vibratoire nous permettent de tirer les conclusions suivantes: en fatigue vibratoire, le calcul du facteur d'intensité de contraintes est caractérisé par l'amplitude de vibration, non par la contrainte nominale. En fatigue vibratoire, l'effet de la fermeture de la fissure est plus faible qu'en fatigue conventionnelle grâce à la relaxation des contraintes résiduelles en tête de fissure. Dans nos études, la fréquence de sollicitation est très importante 20 kHz, mais elle ne provoque pas une chaleur telle qu'un changement de la vitesse de propagation de la fissure soit observé. Le mécanisme de fissuration en fatigue vibratoire est semblable a celui de la fatigue conventionnelle. à haute température, l'oxydation peut ralentir la propagation d'une fissure au voisinage du seuil a une charge faible quand la température est assez élevée

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Zehri, Mongi. "Endommagement par fatigue des structures marines." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37601938s.

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Hunault, Patrick. "Contribution à l'évaluation de l'endommagement par fatigue de composites unidirectionnels carbone-époxy." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT022G.

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Abstract:

Deux familles de materiaux composites unidirectionnels carbone/epoxy, t 300 - 5208 et t 300 - 914 sont etudiees. A l'aide d'une machine de fatigue en flexion multipostes, concue et realisee pour etablir des criteres d'endommagement, on met en evidence des differences de comportement en fonction des conditions d'elaboration. La validite des criteres en cisaillement interlaminaire et en fatigue en flexion est assuree par traitement statistique des donnees.

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Darcis, Philippe. "Analyse fiabiliste de la fatigue des joints soudés soumis à l'effet de surcharge." Clermont-Ferrand 2, 2002. http://www.theses.fr/2002CLF21393.

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Abstract:

Les méthodes d'analyse fiabiliste des structures ont fait ces dernières années de grands progrès. Leurs applications aux assemblages soudés soumis à la fatigue se sont avérées particulièrement fructueuses. Pour ce faire, un couplage entre modèles de fatigue et les méthodes fiabilistes est effectué. Dans ce cadre, 4 axes d'études sont développés : 1-La présentation d'un modèle déterministe de fatigue intégrant l'amorçage et la propagation de fissure. Ce modèle permet de prendre en compte les contraintes résiduelles de soudage, le seuil de propagation de fissure et le chargement variable appliqué ; 2-L'étude de l'effet d'une surcharge, et du phénomène de retard, modélisé sur la base d'observations des contraintes résiduelles de compression en pointe de fissure. Une nouvelle méthodologie numérique est développée, elle permet d'évaluer la variation effective du facteur d'instensité de contraintes durant la période suivant la surcharge et jusqu'au retour de vitesse de propagation initiale ; 3-L'évaluation de la probalité de défaillance au cours du temps. Cette analyse intègre la période d'amorçage de fissure et l'effet de retard. L'utilisation, en tant que variables aléatoires, de la durée de vie à l'amorçage d'une part, et la taille de la zone affectée par le retard d'autre part, constitue un des apports majeurs de ce travail ; 4-L'extension de l'approche proposée. Cette extension s'applique d'une part à la modélisation déterministe et d'autre part à la prise en compte d'un nombre important de variables aléatoires. Elle permet de mettre en exergue les variables dont l'influance est la plus significative. Cette extension conduit à une stratégie de dimensionnement à la fatigue. Ces différents axes sont abordés et illustrés au travers d'une application relative à un joint soudé en croix. L'ensemble des travaux a permis la création d'un logiciel d'analyse fiabiliste servant au dimensionnement à la fatigue

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Reymann, Jean-Jacques. "Mise au point d'un essai de fatigue en flexion des matériaux composites." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1985. http://www.theses.fr/1985ECDL0017.

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Abstract:

Le développement des matériaux composites à renfort fibreux pour la réalisation des pièces travaillantes de haute sécurité, nécessite une caractérisation approfondie de leurs propriétés d'usage. En particulier, il est maintenant indispensable de connaître leur comportement en fatigue. Ce travail porte essentiellement sur la mise au point d'une machine originale de fatigue en flexion alternée. Cette machine est maintenant commercialisée et l'esai fait l'objet d'une procédure de normalisation. Une étude bibliographique précise les données actuelles sur la tenue en service de ces matériaux. Diverses applications sont alors envisagées pour la mise au point de suspensions automobiles pour des matériaux verre/epoxy ou carbone/epoxy.

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Nadot, Yves. "Influence des défauts de fonderie sur la résistance à la fatigue d'une fonte GS." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2337.

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Abstract:

La presente etude est consacree a la prise en compte de l'influence des defauts de fonderie sur la resistance a la fatigue d'une fonte a graphite spheroidal. Le role des defauts sur les mecanismes d'endommagement par fatigue est determine grace a des techniques de marquage du front de fissure afin, d'une part, d'identifier les mecanismes qui gouvernent la limite d'endurance et d'autre part, de determiner les lois de croissance des fissures naturelles et leur phase d'amorcage. On propose d'associer la limite d'endurance a un critere de rupture d'un petit volume endommage autour du defaut. La phase d'amorcage des fissures naturelles est non negligeable pour les grandes durees de vie et ces fissures se propagent sans fermeture. Des essais sont aussi realises sous vide afin de simuler l'environnement des defauts internes, le comportement en fatigue de la fonte gs est tres sensible aux effets d'environnement ; cela pourrait expliquer la plus grande nocivite des defauts de surface par rapport aux defauts internes. Un parametre caracterisant les defauts est defini, il permet de relier sur une courbe de wohler une probabilite de rupture a une taille de defaut. L'utilisation du concept de seuil de fissuration pour calculer la limite d'endurance est discutee. On introduit enfin le parametre taille de defaut dans un critere d'endurance multiaxial afin d'appliquer le concept de tolerance aux defauts a un composant mecanique automobile : cela permet de determiner une taille de defaut critique admissible.

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Bucher, Laurent. "Étude de l'endommagement en fatigue thermique des aciers inoxydables F17TNb et R20-12 pour application automobile." Ecole nationale supérieure des mines de Paris, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1825.

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Abstract:

Les collecteurs d'échappement des véhicules automobiles sont des pièces sollicitées en fatigue thermique de manière prépondérante. Pour la fabrication de ces pièces, les aciers inoxydables viennent aujourd'hui concurrencer la fonte traditionnellement utilisée. Afin de qualifier les différentes nuances de sa gamme vis-à-vis de cette application, la société Ugine & ALZ, fabricant d'aciers inoxydables, a développé un essai original de fatigue thermique. Si cet essai apparaît représentatif des sollicitations thermomécaniques subies par les collecteurs en zones critiques, différents mécanismes de ruine sont observés entre les nuances ferritiques et austénitiques. Le sujet de la présente thèse concerne l'endommagement en fatigue thermique d'aciers inoxydables pour l'application automobile collecteur d'échappement. Deux aciers inoxydables sont étudiés: une nuance ferritique nommée F17TNb (17%Cr stabilisé Ti et Nb) et une nuance austénitique nommée R20-12 (20%Cr et 12%Ni). Le premier objectif est de comprendre la différence d'endommagement apparaissant en fatigue thermique entre les nuances ferritiques et austénitiques. Le second objectif est de développer un outil de dimensionnement des structures sollicitées en fatigue thermique.

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Jacq, Christophe. "Limite d'endurance et durée de vie en fatigue de roulement du 32CrMoV13 nitruré en présence d'indentations." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0085/these.pdf.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude des mécanismes d'endommagement du 32CrMoV13 nitruré sollicité en fatigue de roulement en présence d'indentations. Dans un premier temps, nous avons développé un code de contact élastoplastique semi-analytique permettant la prise en compte d'un chargement roulant. Ce code, nécessaire à la simulation du rodage des indents, a été validé en comparant ses résultats avec des simulations réalisées avec le logiciel d'éléments finis ABAQUS et avec des résultats expérimentaux. Dans une seconde étape, nous avons mis au point une méthode de mesure locale de micro-limite d'élasticité par nano-indentation en tenant compte de la présence éventuelle de contraintes résiduelles. Nous l'avons alors appliquée à la mesure du profil de micro-limite d'élasticité du 32CrMoV13 nitruré. Nous avons également mis en lumière l'influence de la géométrie des pièces nitrurées sur les contraintes résiduelles de nitruration. Dans une troisième étape, nous avons étudié le comportement expérimental du 32CrMoV13 nitruré sollicité en fatigue de roulement en présence d'indentation. Nous avons alors pu mettre en évidence le rôle prépondérant du glissement et nous avons identifié deux zones d'initiation de l'endommagement. Enfin, nous avons analysé le processus d'indentation et le passage du corps roulant sur l'indent. Nous avons alors pu déterminer quels indents dépassent la limite d'endurance et sont susceptibles de s'endommager, classer les indents selon leur dangerosité relative et comparer les qualités relatives du 32CrMoV13 nitruré et du M50 quant à la tenue à la fatigue de roulement en présence d'indentation
The purpose of this work was to study the damage mechanisms of nitrided 32CrMoV13 steel when submitted to rolling fatigue in the presence of indentations. A semi analytical elastoplastic contact code that can take into account vertical and rolling loading is first presented. This code, that is necessary to simulate the running in of dents, was validated by comparing its results both with the simulations carried out with the finite elements software ABAQUS and with experimental results. Second, a local micro-yield stress measurement procedure based on the nano-indentation test was developed. This method, which considers the presence of residual stresses, was applied to the measurement of the micro-yield stress profile of the nitrided 32CrMoV13 steel. The influence of the geometry of nitrided parts on residual stresses due to nitriding was also shown. Third, the experimental behaviour of nitrided 32CrMoV13 steel submitted to rolling contact fatigue in the presence of indentations was studied. The dominating role of sliding has been highlighted and two areas where damage initiates were identified. Lastly, the indentation process and the rolling of a body over a dent have been analysed. Indents that exceed the limit of endurance and are likely to damage were identified and classified according to their relative severity. The behaviour of nitrited 32CrMoV13 steel and M50 submitted to rolling contact fatigue in the presence of indentations was finally compared

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Belouchrani, Mohamed El Amine. "Contribution à l'analyse d'adaptation des structures inélastiques fissurées." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10194.

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Abstract:

Dans ce travail, une contribution a l'analyse de prediction de la defaillance des structures mecaniques est proposee. La nouvelle approche pour l'etude des structures elastoplastiques fissurees consiste en une proposition d'extension du theoreme statique d'adaptation aux structures fissurees. Le phenomene de la fissuration est pris en compte suivant une analyse de la rupture developpee par nguyen q. S. Dans le cadre general des milieux standards generalises. Une condition supplementaire est imposee sur la longueur de la fissure afin de controler sa propagation. La borne superieure de la longueur de la fissure est determinee en utilisant un modele de rupture ductile de chaboche & lemaitre, cette borne limite est directement liee a l'energie plastique dissipee, grandeur toujours croissante. L'adaptation exige qu'en tout point de la structure le travail dissipe reste borne, pour le trajet de charges prevu. Pour la determination du domaine des charges de securite adaptation, nous faisons appel a la methode des elements finis statiquement admissibles et a un processus d'optimisation. Ce dernier consiste a determiner le facteur de charges garantissant l'adaptation de la structure vis-a-vis de la ruine plastique tout en veillant a ce que la longueur de la fissure reste inferieure a sa valeur critique. Avec la charge d'adaptation evaluee pour une plaque fissuree chargee en mode i, un facteur d'intensite de contrainte correspondant a l'etat d'adaptation est calcule. Une comparaison de ce facteur au seuil de fatigue correspondant a la meme plaque et au meme materiau, montre que ces facteurs peuvent etre assimiles a des seuils de fatigue tenant compte des contraintes residuelles. Des proprietes de ces facteurs sont tirees, pour quelques exemples de materiaux traites.

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Fournier, Patrice. "Comportement sous sollicitation cyclique des composites unidirectionnels verre/epoxy : Cas des résines à tenacité améliorée." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0054.

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Abstract:

à partir d'essais de fatigue en flexion, nous discutons quelques aspects spécifiques du comportement dynamique des matériaux composites unidirectionnels de type verre/époxyde et nous relions le comportement du composite a la composition chimique de la résine. D'autre part, pour des composites a matrice époxyde très ductile, la détermination des caractéristiques monotones et de fatigue, a partir de moyens de caractérisation traditionnels tels que la flexion 3 ou 4 points, s'est avérée délicate. Les propriétés de la résine favorisent une indentation des points d'application de la charge qui sont responsables des ruptures en compression. Afin d'adapter au mieux la caractérisation a ce type de composite, il convient de trouver la bonne adéquation essai-matériau. Dans ce but, nous avons mis au point, une technique expérimentale originale, basée sur le flambement post-critique d'une poutre composite. Elle permet de s'affranchir des artefacts lies a l'essai et d'accéder au comportement intrinsèque du matériau. Enfin a partir d'une approche mécanique, fondée sur les équivalences vitesse-temperature et sur l'analogie entre les comportements monotone et de fatigue nous avons montre qu'il est possible d'estimer le diagramme d'endurance d'un composite a partir d'essais de caractérisation monotone effectues dans les mêmes conditions d'essai que lors de l'essai de fatigue (vitesse, température, humidité)

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Coulon, Sandrine. "Prédiction de la durée de vie des contacts ponctuels lubrifiés en présence d'indentations." Lyon, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAL0038.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de prédire la réduction de durée de vie et de comprendre les phénomènes physiques mis en jeu dans les processus d'endommagements des contacts ponctuels lubrifiés en présence d'indentations. Une étude numérique et analytique complète de l'influence d'un 'indent sur la répartition du champ de pression et de contraintes est effectuée. La surpression est obtenue analytiquement en fonction de deux paramètres géométriques de l'indent: sa pente, rapport de la profondeur sur le diamètre, et le rayon de courbure de ses épaulements. L'analyse des contraintes conduit à un critère local appelé limite d'endurance, basé sur le dépassement d'une contrainte limite du matériau. La prise en compte du volume contraint permet de définir des abaques de prédiction du risque d'endommagement, critère global, en fonction des paramètres cités précédemment. Ces deux outils de prédiction de la nocivité d'un indent pour la durée de vie du contact sont validés par des essais de fatigue effectués sur une machine à galets. Les phénomènes mis en jeu dans les processus d'endommagements sont ensuite analysés. Deux types de défauts sont testés, les indents artificiels obtenus à l'aide d'un pénétrateur Rockwell et les indents naturels obtenus par passage de particules dans la zone de contact. Quel que soit le type d'indents, les déformations plastiques liées au passage de la charge s'effectuent dans les tous premiers cycles, conduisant rapidement à une géométrie stabilisée du défaut. En fonction des conditions d'essais (chargement, cinématique), des phénomènes géométriques et hydrodynamiques responsables de l'endommagement sont mis en évidence. Enfin, l'analyse des directions de propagation des fissures est effectuée à partir de coupes métallographiques. Ce travail constitue une étape supplémentaire dans la prédiction et la compréhension de l'influence des polluants solides présents dans les lubrifiants sur la durée de vie des surfaces de mécanismes
The purpose of this work is to predict the rolling contact fatigue (RCF) life reduction and analyze the failure process for lubricated indented point contacts. A first part studies the influence of a dent on the pressure and stress field from a numerical and analytical point of view. An analytical relation of the pressure peak versus two geometric dent parameters is obtained: slope, ratio between the dent depth over the dent diameter, and shoulder radius of curvature. The stress analysis leads to a damage criterion. Based on a local approach, the endurance limit criterion is representative of the contact severity. Complemented with a stressed volume analysis, a damaged risk is defined. Finally, a damage risk abacus as a function of the two parameters mentioned previously is presented. The results predicted with these two criteria are compared to RCF tests performed on a two disk-machine. A second part is dedicated to the damage process and its analysis. Two kinds of defects are studied, artificial ones made with a Rockwell penetrator, and natural ones obtained from solid particles passing through the contact. Whatever the considered dent, the plastic deformation due to the over rolling occurs in the very first cycles, quickly leading to a stabilized geometry. Depending on the test conditions (load, speed, slide to roll ratio), geometric and hydrodynamic damage effects are identified. The analysis of the direction of the crack propagation is studied using cross-sections. This work represents a step forward in the prediction and understanding of the influence of solid particle contamination on fatigue life

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Dissertations / Theses on the topic 'Fatigue (Matériaux)'

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