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Dissertations / Theses on the topic 'Fatigue multiaxiale du caoutchouc'
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Dong, Shanyan. "Etude de la fatigue du caoutchouc naturel sous sollicitation multiaxiale." Paris, CNAM, 2009. http://www.theses.fr/2009CNAM0678.
Full textAbstract:
Le caoutchouc est souvent demandé dans l’industrie. Un des problèmes majeurs rencontré dans l'utilisation du caoutchouc reste encore aujourd’hui la prédiction des durées de vie en fatigue. Puisque les composants de l’industrie subissent souvent la sollicitation compliquée, on concentre le sujet dans cette étude sur la fatigue du caoutchouc sous la sollicitation multiaxiale. Les objectifs de cette étude devraient inclure la chose suivante :1) Obtenir une bonne compréhension du mécanisme de fatigue multiaxiale du caoutchouc; 2) Identifier des approches existantes pour l'analyse de fatigue multiaxiale dans le caoutchouc, puis développer une nouvelle approche d'analyse de fatigue multiaxiale;3) Evaluer des approches existantes et nouvelles selon les résultats expérimentaux. Afin d'accomplir ces objectifs, trois éprouvettes différentes sont adoptées. Avec ces éprouvettes, on réalise plusieurs séries d’essais sous des chargements axiaux et biaxiaux sur une machine de fatigue biaxiale d’INSTRON. La simulation des éprouvettes est effectuée par Eléments Finis. Les durées de vie en fatigue sont analysées selon les résultats. Des études tomographies sont effectuées par un scanner médical pour évaluer les endommagements dans le caoutchouc pendant le processus de fatigue. Enfin, les surfaces des fissures de fatigue sont étudiées par M. E. BRubber is widely used in the industry. One of the major problems encountered in the applications of rubber remains still the prediction of the fatigue life of rubber. Since the components industrial undergo complex loading, we focus our subjects on fatigue of rubber under complex loading in this study. The objectives of this study should include the following points:1) To have a good understanding of the mechanism of multiaxial fatigue of rubber;2) To identify the existing approaches for analyzing the multiaxial fatigue of rubber, and hen develop a new approach;rubber, 3) To evaluate the existing and new approaches according to the test results. In order to accomplish these objectives, three different specimens are adopted. With these specimens we carry out several series of fatigue test under axial and biaxial loading on an INDTRON biaxial fatigue machine. The simulation of the specimens is performed by Finite Element Method. The fatigue lives of rubber are studied according to the test results. The tomography method is used to study the damage inside the rubber during the fatigue process by a medical scanner. Finally, the fatigue crack surfaces are examined by S. E. M
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Beurrot-Borgarino, Stéphanie. "Cristallisation sous contrainte du caoutchouc naturel en fatigue et sous sollicitation multiaxiale." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835499.
Full textAbstract:
Le caoutchouc naturel est connu pour ses excellentes propriétés mécaniques en fatigue multiaxiale et celles-ci sont généralement attribuées à sa faculté à cristalliser sous contrainte. Cependant, le lien entre la cristallisation sous contrainte et les propriétés mécaniques du caoutchouc naturel n'a jamais été établi. L'objectif de cette thèse est donc de comprendre l'origine des excellentes propriétés en fatigue multiaxiale du caoutchouc naturel chargé au noir de carbone, en considérant deux échelles d'étude fines, par opposition à l'échelle macroscopique généralement considérée. La première partie de la thèse est dédiée aux mécanismes de propagation des fissures de fatigue uniaxiale et de dissipation d'énergie à l'échelle des fissures et micro-fissures ; ces mécanismes sont déterminés grâce à des essais originaux de propagation in-situ observés au microscope électronique à balayage. Dans la deuxième partie de la thèse, la cristallisation sous contrainte est étudiée à l'échelle macromoléculaire, en déformation quasi-statique multiaxiale d'une part et en fatigue uniaxiale d'autre part, par des essais de diffraction des rayons X réalisés au synchrotron Soleil. Les différentes caractéristiques des cristallites, c'est-àdire leur taille, orientation, nombre et paramètres de mailles sont mesurées lors des différents essais mécaniques. Il apparaît qu'en déformation multiaxiale, les cristallites sont de même taille et ont les même paramètres de maille que celles nucléées en déformation uniaxiale, mais leur orientation varie fortement avec la multiaxialité de la déformation et n'est pas influencée par le chemin de déformation. Enfin, on montre qu'en fatigue uniaxiale, les caractéristiques des cristallites évoluent avec le nombre de cycles, différemment en fonction des extensions minimales et maximales imposées à chaque cycle.
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Beurrot, Stéphanie. "Cristallisation sous contrainte du caoutchouc naturel en fatigue et sous sollicitation multiaxiale." Ecole Centrale de Nantes, 2012. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835499.
Full textAbstract:
Le caoutchouc naturel est connu pour ses excellentes propriétés mécaniques en fatigue multiaxiale et celles-ci sont généralement attribuées à sa faculté à cristalliser sous contrainte. Cependant, le lien entre la cristallisation sous contrainte et les propriétés mécaniques du caoutchouc naturel n’a jamais été établi. L’objectif de cette thèse est donc de comprendre l’origine des excellentes propriétés en fatigue multiaxiale du caoutchouc naturel chargé au noir de carbone, en considérant deux échelles d’étude fines, par opposition à l’échelle macroscopique généralement considérée. La première partie de la thèse est dédiée aux mécanismes de propagation des fissures de fatigue uniaxiale et de dissipation d’énergie à l’échelle des fissures et micro-fissures ; ces mécanismes sont déterminés grâce à des essais originaux de propagationin-situ observés au microscope électronique à balayage. Dans la deuxième partie de la thèse, la cristallisation sous contrainte est étudiée à l’échelle macromoléculaire, en déformation quasi-statique multiaxiale d’une part et en fatigue uniaxiale d’autre part, par des essais de diffraction des rayons X réalisés au synchrotron Soleil. Les différentes caractéristiques des cristallites, c’est-à-dire leur taille, orientation, nombre et paramètres de mailles sont mesurées lors des différents essais mécaniques. Il apparaît qu’en déformation multiaxiale, les cristallites sont de même taille et ont les même paramètres de maille que celles nucléées en déformation uniaxiale, mais leur orientation varie fortement avec la multiaxialité de la déformation et n’est pas influencée par le chemin de déformation. Enfin, on montre qu’en fatigue uniaxiale, les caractéristiques des cristallites évoluent avec le nombre de cycles, différemment en fonction des extensions minimales et maximales imposées à chaque cycleNatural rubber is well-known for its excellent mechanical properties in multiaxial fatigue and those are generaly attributed to the ability of the material to crystallize when strained. However, the relationship between strain-induced crystallization and mechanical properties of natural rubber has never been established. The aim of this thesis is therefore to understand the origin of the great multiaxial fatigue properties of carbon black-filled natural rubber, by considering two small scales of study, as opposed to the macroscopic scale generally considered. The first part of this thesis is dedicated to uniaxial crack growth and energy dissipation mechanisms at the cracks and micro-cracks scale ; those mechanisms are determined thanks to original in-situ propagation tests observed with scanning electron microscope. In the second part of the thesis, strain-induced crystallization is studied at the macromolecular scale, in static multaxial deformation on the one hand and in uniaxial fatigue on the other hand, thanks to X-ray diffraction measurements performed at the Soleil synchrotron facility. The characteristics of crystallites, i. E. Their size, orientation, number and lattice parameters, are measured during the different mechanical tests. We observe that in multiaxial deformation, the crystallites are similar in size and have the samei lattice parameters than those nucleated in uniaxial deformation, but their orientation strongly varies with the multiaxiality of the deformation and is not influenced by the loading path. Finally, we show that in uniaxial fatigue, the characteristics of the crystallites evolve with the number of cycles, differently depending on the minimum and maximium stretch ratios reached at each cycle
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Layouni, Khaled. "Comportement et fatigue multiaxiale d'un élastomère chargé (NR-CB)." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1242.
Full textAbstract:
Cette étude contribue à une compréhension assez fine du comportement du matériau, caoutchouc naturel renforcé avec du noir de carbone (NR-CB). Des sollicitations, monotones et cycliques, uniaxiales et multiaxiales, ont permis de dégager les principaux phénomènes physiques ainsi que leur influence sur le comportement de l’élastomère. Ensuite, nous avons modélisé le comportement du matériau par deux lois : la première est hyperélastique incompressible et la seconde est compressible endommageable. Enfin, une comparaison entre ces deux modèles a été effectuée. Par ailleurs, l’étude expérimentale de la fatigue sous chargements complexes a permis de décrire les interactions entre les sollicitations axiales et de torsion ainsi que l’effet du déphasage sur la localisation et la durée de vie. Cette analyse est complétée par des études fractographiques permettant l’identification des différentes phases de fissuration (échelle macroscopique) et des sites d’amorçage (échelle microscopique). Enfin, nous avons établi un critère de prévision de la durée de vie robuste sous chargements complexes. Ce critère prévoit la localisation de l’amorçage, l’orientation de fissures et le nombre de cycles à l’amorçage. Il a été validé sur des éprouvettes de structure et sur des pièces industrielles. Enfin, nous avons comparé ce critère à un modèle pris dans la littératureThis work explores the mechanical behaviour of a carbon-black reinforced natural rubber (NR-CB) subjected to monotonic, cyclic, uniaxial and multiaxial loading. Several physical phenomena have been identified. In particular, we have characterised the material compressibility under various kinds of loading conditions and confirmed the results by means of microscopic observations. Consequently, in order to describe the material behaviour, we have considered and compared two constitutive models: the first one is hyperelastic incompressible whereas the second one is more realistic as it uses a damage-induced compressible approach. Furthermore, fatigue experimental results obtained under complex loading histories allow to describe the interaction between axial and torsional loading. In particular, the phase angle effect on the lifetime and the crack location have been determined. These analyses were supported by fractographic observations that allow the identification of different tearing steps (macroscopic scale) and initiation sites (microscopic scale). Finally, we have established a model able to predict the location and orientation of cracks, as well as lifetime under complex loading. This criterion has been validated for complex geometry and industrial components. Finally, we have compared this model with another taken in literature
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Warneboldt, Iona. "Multiaxial fatigue design of elastomeric parts using Equivalent Fatigue Loads." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2022. http://www.theses.fr/2022ENTA0002.
Full textAbstract:
Trois étapes sont mises en oeuvre ici : la méthode de localisation, la fonction de dommage matériau et le processus de détermination des chargements équivalents en fatigue (CEF). De nombreux essais de fatigue ont été réalisés (415 au total) pour étudier le comportement en fatigue sous chargement multiaxial relaxant et non relaxant sur des éprouvettes de caoutchouc naturel. La durée de vie et les caractéristiques des fissures sont analysées pour finalement introduire un critère de fatigue approprié basé sur le plan critique et permettant de rendre compte de l'effet de déformation moyenne. Ce critère est généralisé à travers une méthode originale de recherche du plan critique. Pour estimer la réponse mécanique locale (méthode de localisation), une méthode de couplage des axes adaptée à la nature non linéaire des structures élastomères est proposée. Elle est basée sur la décomposition multiplicative des tenseurs du gradient de la déformation. Ces deux étapes sont ensuite mises en oeuvre dans le cadre du processus de détermination du CEF. Pour cela, une méthode d'optimisation globale est ajoutée pour déterminer les chargements simplifiés, induisant partout localement le même endommagement en fatigue dans la structure étudiée que le RLD. Le temps de calcul de cette optimisation est réduit en ne considérant qu'un sous-ensemble de points matériels, les plus endommagés, pour la détermination du CEF. Enfin, la méthode a été testée sur une éprouvette afin de souligner ses capacités et de valider l'approcheThis thesis introduces an Equivalent Fatigue Load (EFL) approach for the multiaxial fatigue design of elastomeric parts. As direct Finite Element Analysis (FEA) calculations of automotive in-service loads (Road Load Data (RLD)) are too expensive, the objective is to derive simplified load blocks as a realistic input for numerical damage calculations. Three streps are applied for this method: the localization method, the material damage function and the EFL determination process. Various fatigue tests have been conducted (415 samples) to study the fatigue behavior of this complex type of relaxing and non-relaxing multiaxial loading on natural rubber specimens. Lifetime and crack features are analyzed to eventually introduce an appropriate critical planebased fatigue measure and to establish a novel mean strain effect model. This criterion is generalized throughout an original critical plane search method. To estimate the local mechanical response (localization method), this thesis identifies an axes-coupling method that is fitted for the nonlinear nature of elastomeric structures. It is based on the multiplicative decomposition of the deformation gradient tensors. These two steps are then implemented in the framework of the EFLdetermination process. For this, a global optimization method is added to determine the simplified load blocks, causing locally the same fatigue behavior in the given structure. The computational costs of this optimization are reduced by only considering a subset of the most damaged material points for EFLdetermination. Finally, the method has been challenged on a specimen to outline its capabilities and to validate the approach
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Raoult, Ida. "Structures élastomères sous chargement cyclique : comportement, fatigue, durée de vie." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00521633.
Full textAbstract:
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.
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Poisson, Jean-Louis. "Détermination d'un critère de fatigue multiaxial appliqué à un élastomère synthétique." Phd thesis, Université François Rabelais - Tours, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780307.
Full textAbstract:
Les élastomères présentent une diversité d'utilisation et des caractéristiques mécaniques spécifiques (grandes déformations, comportement dissipatif, ...) qui en font une famille de matériaux très utilisés dans l'industrie. Lors de leur fonctionnement, les pièces réelles subissent des sollicitations complexes. Comprendre les phénomènes induits par la fatigue multiaxiale constitue ainsi un enjeu important dans la phase de conception industrielle. Le matériau utilisé au cours de cette étude est un polychloroprène (CR), fourni par la société Hutchinson et présent dans les poulies découpleuses. Celui-ci possède une réponse dissipative en grandes déformations. Son comportement est modélisé à partir de lois de comportements viscohyperélastiques suivant deux approches : une méthode analytique impliquant un calcul simple en un point d'un cylindre et l'autre utilisant un calcul éléments finis implémenté dans ANSYS. Une campagne expérimentale en fatigue multiaxiale est alors réalisée, en traction-torsion afin de tester l'énergie dissipée comme critère de fatigue multiaxial. Celui-ci présente des résultats intéressants. Des diagramme de Haigh ont été établis afin de mettre en évidence le phénomène de cristallisation. Des analyses post-mortem ont été menés avec un microscope électronique à balayage et expose des spécificités morphologiques liées à la sollicitation vue par le matériau.
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Morel, Franck. "Fatigue multiaxiale sous chargement d'amplitude variable." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2364.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre a l'elaboration d'une methode de calcul de la duree de vie a l'amorcage applicable au cas de la fatigue multiaxiale a grand nombre de cycles des metaux polycristallins. Tout au long de l'etude, un soin particulier est apporte a la description de l'influence du dephasage sur l'accumulation du dommage. Au cours d'une analyse bibliographique, differents criteres d'endurance et quelques methodes de calcul de la duree de vie concernant les chargements d'amplitude variable sont decrits. Les propositions issues de l'approche microscopique sont analysees en detail. Pour etablir la nouvelle methode, la deformation plastique microscopique accumulee est choisie comme variable de dommage. Son calcul necessite le reperage du plan subissant le plus grand dommage. Apres la presentation des etapes du calcul dans le cas des chargements multiaxiaux sinusoidaux et une confrontation encourageante avec des resultats experimentaux, la methode est etendue aux chargements multiaxiaux quelconques. Une nouvelle procedure d'equivalence destinee au controle de la tenue en fatigue des structures est proposee. Finalement, des essais sous chargement d'amplitude variable sont entrepris afin de valider experimentalement la methode presentee. Le materiau teste est un acier a haute resistance de type 35ncd16 et le chargement applique est une sequence standard automobile (carlos). Pour trois types de sollicitation (traction, torsion et traction-torsion), on constate que les previsions du modele sont en bon accord avec les durees de vie experimentales
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Sermage, Jean Philippe. "Fatigue thermique multiaxiale à température variable /." Cachan : Laboratoire de mécanique et technologie, 1998. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb370383779.
Full text
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Weber, Bastien. "Fatigue multiaxiale des structures industrielles sous chargement quelconque." Lyon, INSA, 1999. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1999ISAL0056/these.pdf.
Full textAbstract:
Le travail présenté traite de la fatigue multiaxiale. Il a pour but l'estimation de la durée de vie de structures industrielles soumises à tout type de chargement, du cas le plus simple, uniaxial et périodique, au cas le plus général et le plus complexe, multiaxial et à amplitude variable. La première partie présente une analyse, à partir d'une recherche bibliographique, des critères de fatigue multiaxiaux en contraintes. Elle regroupe 37 critères classés en trois familles : les critères empiriques, ceux de type plan critique et ceux d'approche globale. 24 critères ont été validés à l'aide d'une banque de données constituée de 233 essais de fatigue multiaxiaux tirés eux aussi de la littérature. La deuxième partie traite de la prise en compte de l'effet du gradient de contrainte dans les critères de fatigue multiaxiaux. Basée sur une proposition existante, l'introduction de l'effet du gradient dans les deux critères du LMSo est réalisée. Ces critères sont validés sur des essais multiaxiaux de flexion-torsion. Une méthode est proposée pour estimer le gradient de contrainte en tout point d'une structure complexe calculée par éléments finis dans le but de pouvoir appliquer ces critères avec gradient au cas des structures industrielles. La dernière partie concerne les évolutions et la validation de la méthode en contraintes d'estimation de durée de vie en fatigue multiaxiale d'amplitude variable proposée par le LMSo. Une première évolution de la méthode est établie. Elle est basée sur le principe du calcul et du cumul de dommage par plan physique. L'étude de l'influence de la variable de comptage, qui permet l'identification et l'extraction des cycles de contraintes de la séquence multiaxiale, aboutit à une seconde évolution, qui permet de s'affranchir du problème du choix de la variable de comptage. Elle réalise, plan par plan, le comptage des cycles, le calcul puis le cumul du dommage. Ces évolutions nécessitent d'utiliser un critère de type plan critique. L'ensemble des travaux est réuni et intégré sous la forme d'un logiciel industriel, Sollife, qui permet de modéliser le comportement en fatigue de structures complexes. Deux exemples industriels valident le logiciel. Les résultats obtenus sont encourageants. Ils montrent l'importance des effets de mise en forme et ouvrent de nombreuses perspectivesThe work of thesis deals with multiaxial fatigue. Its purpose is the fatigue life assessment of industrial structures submitted to any kind of solicitations, from the most basic case, which is uniaxial and periodical, to the most general one, which is multiaxial and of variable amplitude. The first part is dedicated to the study of multiaxial fatigue stress-based criteria. 37 criteria issued from the literature are analysed. They are divided into empirical, critical plane and global approaches. 24 criteria are validated through 233 multiaxial fatigue tests issued also from the literature. The second part aims at taking into account the stress gradient effect within the multiaxial criteria formulation. Similarly to some recent work, the stress gradient effect is introduced within the Laboratory's criteria. These propositions are validated through combined bending-torsion tests. A proposition is made to calculate the stress gradient field from finite elements results obtained over any complex industrial structure. The third part describes the evolution of the Laboratory's fatigue life prediction method under multiaxial random loading. The first step presents a plane per plane damage accumulation. The fatigue damage is calculated and cumulated on physical planes. The second step shows the influence of the so-called counting variable on the fatigue life prediction results, and leads to a new concept: the cycle counting and the damage assessment are performed plane per plane. This procedure avoids the dependence of the choice of the counting on the life assessments. A critical plane approach criterion is required for these latter methods. This work is integrated to an industrial software called Sollife allows one to simulate the fatigue behaviour of any complex structure. The first results are in good assessment with experiments. They show the important effect of metal forming process (as stamping) and result in lots of perspectives
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Sauzay, Maxime. "Effets de surface et d'anisotropie en fatigue multiaxiale." Cachan : Laboratoire de mécanique et technologie, 2000. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37217577j.
Full text
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Weber, Bastien Boivin Maurice. "Fatigue multiaxiale des structures industrielles sous chargement quelconque." Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=weber.
Full text
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Dhahri, Hager. "Endommagement en fatigue multiaxiale avec effet d’environnement REP." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLY002/document.
Full textAbstract:
L'extension de la durée de vie des centrales nucléaires est considérée comme un défi énergétique mondial. C’est pourquoi il est nécessaire d’analyser les risques et d’étudier les effets de différents facteurs susceptibles de présenter un risque pour une exploitation sûre à long terme. Ces structures, souvent de grandes dimensions, sont soumises au cours de leurs vies à des chargements complexes combinant des sollicitations mécaniques variées, multiaxiales, avec des valeurs moyennes non nulles associées à des fluctuations de température dans un environnement agressif comme celui de circuit primaire de Réacteur à Eau Pressurisée (REP). Dans ce contexte, la présente étude est inscrite dans le cadre de l’identification de l’effet du milieu REP et de l’équibiaxialité du chargement sur la durée de vie en fatigue des aciers inoxydables austénitiques présents dans les tuyauteries primaires d’un Réacteur à Eau Pressurisée.Pour cela, le CEA a développé, en collaboration avec EDF et FRAMATOME, le dispositif expérimental «FABIME2e» destiné à l’étude de la fatigue équibiaxiale dans le milieu REP.Dans un premier temps, une présentation des résultats expérimentaux et numériques obtenus avec le dispositif FABIME2e est réalisée. Ces résultats montrent l’effet aggravant de l’équibiaxialité du chargement et des conditions REP de l’environnement sur la durée de vie en fatigue des aciers inoxydables austénitiques. Cependant cet effet aggravant reste couvert par la courbe de Design définie par les codes de conception de l’industrie nucléaire. Un nouveau critère de fatigue est ensuite proposé pour prédire la durée de vie en fatigue équibiaxiale tout en prenant en compte l’effet d’environnement REP.Ce travail ouvre plusieurs perspectives industrielles et scientifiques sur l'interprétation mécanique des essais de fatigue équibiaxiale dans l’environnement REP et sur le critère de fatigue proposéThe lifetime extension of the nuclear power plants is considered as a major energy challenge. For this reason, the risk analysis and the study of various effects of different factors that could potentially represent a hazard to a safe long term operation are necessary. These structures, often of large dimensions, are subjected during their life to complex loading combining varying mechanical and multiaxial loads, with non-zero mean values associated with temperature fluctuations and Pressurized Water Reactor (PWR) environment.In this context, the present study is part of the identification of the PWR environment effect and the equibiaxiality of the loading on the fatigue life of the austenitic stainless steels present in the primary pipes of a Pressure Water Reactor.For this purpose, the CEA has developed, in partnership with EDF and FRAMATOME, the experimental device «FABIME2e» for studying the equibiaxial fatigue in the PWR environment.First, a presentation of the experimental and numerical results obtained with the FABIME2e device is realized. These results show the aggravating effect of equibiaxial loading and environmental PWR conditions on the fatigue life of austenitic stainless steel. This effect remains covered by the Design curve defined by the design codes of the nuclear industry. Second, a new fatigue criterion is proposed to predict the lifetime in equibiaxial fatigue. This criterion takes into account the effect of the PWR environment.This work opens up several industrial and scientific prospects on the mechanical inter-pretation of equibiaxial fatigue tests in PWR environment and on the proposed fatigue criterion
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Froustey, Catherine. "Fatigue multiaxiale en endurance de l'acier 30 NCD 16." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37605220r.
Full text
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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.
Full textAbstract:
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 Ti6242This 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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Fares, Youssef. "Dimensionnement en fatigue des assemblages boulonnés à l'aide de critères de fatigue multiaxiale." Toulouse, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAT0016.
Full textAbstract:
Le principal objectif de ce travail de thèse est d'utiliser les critères de fatigue multiaxiale pour dimensionner les assemblages boulonnés. A partir d'une étude comparative des différents critères, nous en avons sélectionné deux : celui de SINES et celui de DANG VAN dont nous avons généralisé la formulation pour prendre en compte le domaine de l'endurance limitée. L'utilisation de ces critères nécessite la détermination de l'état de contrainte au fond du premier filet en prise, lieu privilégié de l'amorçage de la rupture des boulons. Nous avons donc réalisé des modèles éléments finis d'un boulon. Parallèlement, plusieurs campagnes d'essais fatigue ont été réalisées : les nombres de cycles à rupture obtenus couplés aux états de contrainte en fond de filet obtenus par simulation ont permis de caractériser le comportement en fatigue multiaxiale des boulons. Une fois cette caractérisation réalisée, l'usage de ces critères à été validé par un essai sur un assemblage de type bride. Puis, afin de s'affranchir de la phase modélisation EF, nous avons utilisé la règle de NEUBER et la méthode ESED pour déterminer l'état de contrainte en fond du premier filet en prise lors d'un chargement cyclique. Les essais de fatigue ont été faits sur deux types de boulons : des boulons roulés à froid puis trempés-revenus et des boulons trempés-revenus puis roulés à froid. Les performances améliorées de ces derniers a permis de bien mettre en évidence l'influence de la chronologie des opérations. Cette amélioration est à mettre sur le compte des contraintes résiduelles que nous avons essayé d'évaluer par modélisation du roulageThe aim of this thesis is the use of multi-axial fatigue criterion in bolted assemblies design. From a comparative analysis of several criterion, we chose those of SINES and DANG VAN that we generalised to limited fatigue life. These criterion require the knowledge of the stress level in the screw at the bottom of its first thread in contact with the nut, where fatigue failure occurs. For this, we used a finite elements model of the bolt. On the other hand, several fatigue tests were undertaken; with the number of cycles to failure related to the stress level at the bottom of threads obtained by simulation, we characterised the multiaxial fatigue behaviour of the tested bolts. Then, the use of these criteria to industrial bolted joints was experimentally validated on a flanged type assembly. To overpass the finite elements model of the bolted joint, we used NEUBER's generalised rule and ESED method to determine the stress level at the bottom of the first thread under a cyclic loading. The fatigue tests were carried on two types of bolts: cold rolled then heated-tempered bolts, and heated-tempered then cold rolled bolts. The improved performance on this last type of bolts has put in evidence the influence of chronology of the different manufacturing operations. This improvement is explained by the residual stresses induced by rolling that we tried to simulate
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Attari, Nordine. "Etude en fatigue oligocyclique multiaxiale d'un alliage de magnésium GA3Z1." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL010N.
Full textAbstract:
L'étude est basée sur le comportement en fatigue oligocyclique multiaxiale du magnésium GA3Z1. Les essais ont été menés en traction-compression, en torsion alternée et en traction-torsion en phase. La réponse du matériau à la sollicitation mécanique a montré des différences importantes. En traction compression, les boucles d'hystérésis sont dissymétriques et la loi d'endurance plastique présente un changement de pente. Les analyses en microscopie optique et en texture ont montrées que ces phénomènes sont dus à la contribution du maclage sur la déformation plastique ; le maclage n'étant favorable qu'en compression. L’interaction glissement-maclage est par ailleurs à l'origine d'une contrainte moyenne de traction durant le cyclage. Ces effets n'ont pas été observés dans les autres types de chargement. Du point de vue quantitatif, l'application des modèles multiaxiaux ne permet pas d'obtenir une bonne corrélation des données expérimentales. L'utilisation de nouveaux paramètres caractéristiques de l'endommagement est ainsi proposée
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Palin-Luc, Thierry. "Fatigue multiaxiale d'une fonte GS sous sollicitations combinées d'amplitude variable." Paris, ENSAM, 1996. http://www.theses.fr/1996ENAM0029.
Full textAbstract:
Un panorama des lois de cumul d'endommagement en fatigue a grand nombre de cycles est présente, en précisant les hypothèses et les configurations de chargement pour lesquelles elles sont applicables. Plusieurs essais de cumul ont été réalises sur des éprouvettes en fonte gs sans concentration de contrainte, soit a deux niveaux, soit avec une succession aléatoire de blocs de cinq niveaux différents d'une même sollicitation (flexion, torsion, flexion-torsion) ou d'un mélange de sollicitations. Les prévisions des lois sont confrontées aux résultats de ces essais dont l'interprétation statistique montre en fait que la variable fraction de vie n'est pas la mieux adaptée à ce problème. D'autres essais par blocs a deux niveaux répètes alternativement jusqu'a rupture ont permis d'étudier l'influence, sur l'évolution de l'endommagement, de blocs de chargement inférieurs a la limite d'endurance conventionnelle. L'existence d'une nouvelle limite, inférieure a la limite usuelle est mise en évidence ; des blocs de chargement inférieurs a cette limite, mélanges a des blocs supérieurs a la limite d'endurance conventionnelle ne participent pas de façon notable a l'évolution de l'endommagement. Ce constat a été conforte par des observations en microscopie électronique a balayage. Cette nouvelle limite conduit à introduire un concept original qui permet de proposer une évolution du critère énergétique du l. A. M. E. F. Qui, contrairement a toutes les formulations existantes, distinguent les limites d'endurance en traction, flexion plane et flexion rotative. Ce critère, pour l'instant limite aux chargements alternes symétriques, est en très bon accord avec de nombreux résultats d'essais multiaxiaux sur plusieurs matériaux
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Zine, Adil. "Fatigue multiaxiale des élastomères : vers un critère de dimensionnement unifié." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376_2006_128.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail consiste à rechercher un critère de fatigue multiaxiale pour les élastomères. Après une analyse des différentes approches utilisées dans la littérature pour la prédiction de la durée de vie en fatigue de tels matériaux, la variable d'endommagement retenue qui prend en compte les effets des chargements multiaxiaux est celle proposée par Mars en 2001. Cette fonction a la dimension d'une énergie et correspond à la portion de l'énergie de déformation disponible pour ouvrir une fissure dans un plan donné. Un développement analytique de ce critère est effectué dans le cadre des grandes déformations et le résultat obtenu est appliqué à l'ensemble des sollicitations courantes incluant des états de chargements multiaxiaux. La prédiction du plan de fissuration est en bon accord avec les observations expérimentales de la littérature. Afin d'appliquer le critère à l'échelle de la structure, son implémentation dans un code de calcul par éléments finis est réalisée. Une parfaite corrélation est obtenue entre les résultats analytiques et ceux issus des simulations numériques pour l'ensemble des sollicitations classiques, permettant ainsi de valider l'algorithme implémenté. Une particularité importante du critère qui réside dans sa dépendance vis-à-vis du trajet de chargement est également mise en évidence. Finalement, nous avons mené une série de tests expérimentaux de traction uniaxiale et de cisaillement pur en fatigue. Les résultats obtenus confirment la capacité du critère retenu à corréler les résultats uni et multiaxiaux.
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Billaudeau, Thomas. "Fatigue multiaxiale des matériaux à défauts : mécanismes et critère d'endurance." Poitiers, 2002. http://www.theses.fr/2002POIT2326.
Full textAbstract:
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 matériauxThis 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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Shen, Chen. "Contribution à l’étude du cumul de dommage en fatigue multiaxiale." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10135/document.
Full textAbstract:
Ce travail constitue une contribution à l’étude de l’effet du cumul de dommage en fatigue multiaxiale polycyclique des matériaux métalliques (l’alliage d’aluminium 6082T6). Généralement, cet effet peut être interprété par différentes approches des lois de cumul d’endommagement. En 2003, Mesmacque et Santos Garcia ont développé une nouvelle loi, damage stress model (DSM), en introduisant un nouvel indicateur non linéaire de dommage dans le cas de fatigue uniaxiale. Cet indicateur ne nécessite que la connaissance de la courbe de Wöhler et la résistance maximale du matériau. Le travail présenté ici constitue une extension du modèle DSM au cas de la fatigue multiaxiale. Cette extension est rendue possible par l’utilisation de critères de fatigue multiaxiale de Sines, DangVan et Robert à durée de vie limitée et par la mise en œuvre d’une méthode d’itération programmée sous Matlab fournissant les indicateurs de dommage. Elle ne nécessite aucun paramètre supplémentaire mise à part la connaissance de la courbe de Wöhler uniaxiale. Les résultats des travaux expérimentaux en fatigue biaxiale, qui ont servi de support pour la validation de notre modèle ainsi que la comparaison avec le modèle de Miner, ont été obtenus grâce à la plateforme d’essais multiaxiaux à quatre vérins à implantations modulaires. Une base de données expérimentale est disponible pour chargement biaxiale effectués sur des éprouvettes cruciformes amincies au centre. Par ailleurs, une simulation numérique sous Abaqus a permis d’accéder au champ de déformation/contrainte au centre. Les résultats de cette simulation ont été corroborés à l’aide d’une éprouvette instrumentée par des jauges de déformationThis work is a contribution to the study of the effect of cumulative damage in multiaxial high cycle fatigue in metallic materials (the aluminum alloy 6082T6). Generally, this effect can be interpreted by different cumulative damage models. In 2003, Mesmacque and Santos Garcia have developed a new damage stress model (DSM), introducing a novel nonlinear damage indicator in the case of uniaxial fatigue. This indicator requires previous knowledge of the Wohler curve and the ultimate tensile strength of the material. The work presented here is an extension of the DSM model to the case of multiaxial fatigue. This extension is made possible with the assumption of multiaxial fatigue criteria: global type (Sines) and critical plane type (Dang Van and Robert) under finite life regime and the implementation of an iteration method in Matlab programming, which provides damage indicators. In particular, it requires no additional parameters besides the uniaxial Wöhler curve, which makes it easy to use. The results of experimental biaxial fatigue tests were obtained with the aid of the multiaxial test platform of our laboratory (four-cylinder modular-implementations platform) and an original test mode based on “modal control”, providing ground for the validation of our model and its comparison against other most current models. An experimental database is available for constant-level and block fatigue loadings using cruciform specimens thinned in the center. In addition, a numerical simulation in Abaqus allowed the analysis of the strain/stress field in the center of the specimen. The simulation results were corroborated using a specimen instrumented with strain gages
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ROBILLARD, MARC. "Etude de l'endommagement et de la rupture en fatigue oligocyclique multiaxiale." Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0190.
Full textAbstract:
L'objet de cette etude est de verifier la validite des principaux modele de prevision des durees de vie en fatigue oligocyclique multiaxiale proposes dans la litterature, a partir de resultats d'essais de traction-torsion-compression qui decrivent de multiples trajets de chargements. Le materiau principalement etudie est un acier inoxydable martensitique a 12% de chrome. Les chargements non proportionnels ne provoquent pas de surcissement supplementaire dans le cas de cet acier. On montre que le trajet de la fissure principale depend du type et du niveau de sollicitation. Des sequences de chargements de traction-torsion mettent en evidence le caractere directionnel de l'endommagement. Des chargements non proportionnels ont pour consequence d'abaisser la limite d'endurance du materiau. Ces memes chargements mettent en echec les principaux modeles de prevision des durees de vie. On propose alors une nouvelle approche en developpant un modele qui introduit une loi d'evolution de l'endommagement incrementale, dite directionnelle, car elle discretise la degradation du materiau sur chaque facette de l'element de volume de matiere. On montre ainsi comment il est possible de prevoir en plus du nombre de cycles a rupture, l'orientation de la fissure qui conduit a la ruine du materiau
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Bonnand, Vincent. "Etude de l'endommagement d'un superalliage monocristallin en fatigue thermo-mécanique multiaxiale." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1375.
Full textAbstract:
Les aubes de turbine en superalliage monocristallin AM1 revêtu C1A sont des pièces soumises à des chargements sévères. L’objectif de ce travail de recherche était de simuler en laboratoire, et de manière contrôlée, les chargements thermiques et mécaniques les plus réalistes possibles, et de vérifier, d’une part, la justesse du modèle de comportement en multiaxial et en non-isotherme, et d’autre part de celle du modèle de prévision de durée de vie. Pour cela, une installation de Fatigue Thermo-Mécanique de traction-torsion a été développée faisant appel à une procédure expérimentale particulière, ce type d’essai consistant à piloter en déformation mécanique lors d’un cyclage thermique (de 650°C à 1100°C dans notre cas). L’anisotropie du monocristal, conduisant à une hétérogénéité de la déformation dans le cas d’une sollicitation de torsion, requiert des simulations par Eléments Finis 3D, pour lesquelles il a été nécessaire de développer dans le code de calcul ZéBuLoN un algorithme de calcul capable d’assurer une bonne correspondance avec l’essai de Fatigue Thermo-Mécanique. Les simulations effectuées avec un modèle de viscoplasticité cristalline sont en bon accord avec l’expérience pour différents chargements mécaniques. Les durées de vie et la localisation de l’amorçage de fissure ont été comparées avec succès avec celles obtenues par un modèle avec interaction fatigue-fluage-oxydation, excepté dans le cas de chargement de torsion à fort niveau. Des essais complémentaires de torsion à 950°C ont également été réalisés en couple imposé. Ceux-ci ont exhibé un phénomène de rochet qui peut sembler a priori surprenant pour un chargement de torsion alternée, et qui a pu être modélisé par l’usage d’une version asymétrique du modèle de comportement. Le dépouillement de ces essais a irrévocablement évoqué une mise en défaut du modèle d’endommagement, et de manière plus marquée que pour les essais anisothermesTurbines blades made out of AM1 C1A coated single-crystal superalloy are components subjected to severe loading. One of the objectives of this research was to simulate these thermal and mechanical loads in a controlled manner under laboratory conditions. Another objective was to assess the accuracy of the constitutive equations in non-isothermal multiaxial conditions, as well as the accuracy of the life time prediction model. An axial-torsional Thermo-Mechanical Fatigue test device was developed based upon a particular experimental procedure, consisting of controlling the mechanical strain during thermal cycling (in our case from 650°C to 1100°C). In the case of a torsional loading, the anisotropy of the single crystal leads to heterogeneity of the deformation. This strain heterogeneity can be modelled by 3D Finite Elements simulations. However, it was necessary to develop a specific calculation algorithm in the ZeBuLoN code in order to assure a good correspondence with the thermo-mechanical test. The numerical simulations were carried out with a model of crystalline viscoplasticity. They are in good agreement with the experiments, for various mechanical loadings : the life durations and the localization of damage (crack initiation) were compared successfully with those obtained by a damage model with interaction fatigue-creep-oxidation interaction, except in the case of loading of torsion at high level where the comparison was less convincing. Complementary torsion tests at 950°C were also carried out with a torque control. They have shown a ratchetting phenomenon that was not expected for an alternated loading in torsion. This was modelled successfully by using an asymmetric version of the constitutive equations. The analysis of these tests clearly contradict the predictions of the damage model, in the isothermal case even stronger than for the anisothermal tests
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Le, Mire Etienne. "Contributions expérimentales et théoriques à la fatigue multiaxiale des élastomères : Vers un critère cinématique." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0021.
Full textAbstract:
La prédiction de la durée de vie en fatigue des élastomeres sous chargements mul- tiaxiaux reste un probleme ouvert. Les criteres endurée de vie les plus performants sont classiquement exprimés en termes de contrainte, ce qui implique de choisir une loi de comportement et d’en identifier les parametres et est donc source d’imprécision. La présente these propose d’aborder le probleme d’un point de vue purement cinématique. Pour ce faire, plusieurs propriétés mathématiques du tenseur des deformations de Hencky h sont exploitées. D’un côté, deux de ses invariants (notés K2 et K3) permettent de décomposer la déformation en un mode et une intensité, facilitant ainsi son interpretation physique. De l’autre, de récentes avancées dans le domaine de la decomposition tensorielle permettent d’interpréter cette mesure de la déformation comme une « somme >> de transformations élémentaires. Grace a K2 et K3, une méthode de conception d’essais multiaxiaux de fatigue est développée et appliquée a la réalisation d’une campagne expérimentale de traction-torsion en-phase et déphasées. De plus, la décomposition tensorielle de h permet de Visualiser le cycle de déformation en 3D, et de proposer une nouvelle définition de samoyenne et de son amplitude. Enfin, un premier critere de fatigue, basé sur une modélisation purement cinématique des mécanismes d’amorcage couplant cavitation et traction sur plan critique, est proposée. Celui—ci met en jeu notamment un équivalent cinématique dela pression hydrostatique, issu de la décomposition de h en parties positive et négative. Finalement, ce critére est appliqué aux essaisréalisés dans ce travail, ainsi qu’a une vaste base de données construite lors de la these et composée de plus de 350 essais de traction-torsion publiés dans la littératureFatigue life prediction of elastomers undergoing multiaxial loading conditions is an open problem. The most efficient existing criteria are classically expressed in terms of stress, which necessitates the choice of a hyperelastic model and the determination of its parameters, which are sources of imprecision. The present thesis proposes to tackle the problem through a purely kinematic approach. In this way, several mathematical properties ofthe Hencky strain tensor h are used. On the one hand, two of its invariants (noted K2 and K3) allow the decomposition of the strain into a modeand an intensity, easing its physical interpretation. On the other hand, recent works on tensor decomposition lead to a new mechanical interpretation of this strain measure as a “sum” of elementary transformations. Thanks to K2 and K3, a new method for designing multiaxial fatigue tests is developed and applied to tension-torsion experiments, both in phase and out-of-phase. Moreover, the decomposition of tensor h allows the visualization of deformation cycles in 3D, and lead to a new definition of their mean and amplitude. Finally, a first fatigue criterion is proposed, based on a purely kinematic modelling of crack initiation mechanisms coupling cavitation and extension of a critical plane. It involves a kinematic equivalent of the hydrostatic pressure, derived from the decomposition of h into positive and negative parts. Ultimately, this criterion is applied to the fatigue tests realized in this work, and also to a large database built during the thesis, consisting of more than 350 tension-torsion tests published in the literature
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Lacroix, Florian. "Etude du comportement en fatigue des caoutchoucs synthétiques." Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR4060.
Full textAbstract:
La nature d'une élastomère le rend très sensible aux conditions dans lesquelles il est amené à fonctionner (aspect mécanique, thermique et chimique) rendant complexe son étude en fatigue. Nous nous sommes essentiellement focalisés sur le comportement en fatigue à l'amorçage, sujet peu abordé dans la littérature. L'objectif industriel est d'améliorer, dans un premier temps, un mélange chloroprène afin d'augmenter les durées de vie, puis de déterminer un paramètre mécanique représentatif de son comportement en fatigue. L'objectif scientifique est de pouvoir corréler des durées de vie sur pièces réelles et sur éprouvettes de laoratoire via une simulation éléments finis. Un paramètre scalaire a retenu notre attention : la dissipation d'énergie déterminée à partir d'un modèle visco-hyperélastique. De plus, différentes approches pour détecter l'amorçage d'une fissure (énergétiques, traitement du signal) ont été menées ainsi qu'une analyse critique de ces dernièresThe behaviour of an elastomer being a close function of its service conditions (stress, temperature or the environment), it is very difficult to study its fatigue resistance. This study is focused essentially an crack initiation, a subject seldom studied. The aim of this study, in the industrial context is to increase the fatigue life of a chloroprene elastomer and to identify a mechanical parameter characteristic of fatigue. The second aim is to correlate laboratory specimen behavior with that of real components (tested in special set ups) by means of a finite element simulation. We have identified a scalar parameter, representing the dissipated energy and determined by a visco-hypereleastic constitutive low. Different crack techniques to detect crack initiation were tested and a critical analysis has beeen made on the efficiency of these techniques
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Vu, Quoc Huy. "Fatigue polycyclique multiaxiale de l'acier C35 : caractérisation et modélisation des mécanismes d'endommagement." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00445429.
Full textAbstract:
Cette étude est dédiée à établir un outil de prédiction de durée de vie pour un métal polycristallin soumis à des chargements multiaxiaux complexes en fatigue à grand nombre de cycles. Afin d'appréhender les mécanismes de plasticité et d'endommagement à modéliser, une campagne d'expériences menées sur un acier type C35 est effectuée dans la première partie de l'étude. Les options de modélisation sont choisies en lien avec cette caractérisation précise des mécanismes. La modélisation s'intéresse à la prévision à la fois du domaine de l'endurance infinie et celui de la durée de vie limitée (105 – 107 cycles). Pour répondre au premier objectif, un critère de fatigue multiaxiale basé sur des invariants des contraintes est proposé. Malgré une formulation simple, les confrontations du critère avec une large base de données sont satisfaisantes. En ce qui concerne le deuxième objectif, afin de dépasser une description purement phénoménologique, un modèle d'endommagement à deux échelles (macro – méso) intègre le critère proposé et est construit dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles permettant de traduire le plus fidèlement possible les mécanismes de dégradation à l'échelle mésoscopique ainsi que capter l'effet de déphasage et le cumul non linéaire du dommage. Au-delà des chargements à amplitude constante, le caractère incrémental du modèle ouvre la perspective du traitement des chargements à amplitude variable.
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Bennani, Amine. "Elaboration, Comportement et Durée de vie en Fatigue du Caoutchouc Naturel chargé de Silice." Paris, ENMP, 2006. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00136825.
Full textAbstract:
Les élastomères sont renforcés grâce à l'incorporation de charges telles que les noirs de carbone ou encore la silice. Ce qui leur confère de meilleures propriétés (résistance à la rupture, abrasion, rigidité…). Actuellement, les charges renforçantes les plus souvent utilisées sont les noirs de carbone. La substitution de cette charge classique par la silice constitue un challenge dans l'industrie pneumatique. En effet, il est admis que la silice diminue la résistance au roulement des pneus, de matrice synthétique, tout en conservant une bonne adhérence. La particularité de cette étude est d’analyser l’influence du renfort par la silice sur le comportement mécanique en endurance du caoutchouc naturel. Son principal objectif est de comprendre l’influence de la morphologie de la silice (surface développée en interaction avec le caoutchouc, dispersibilité, activité chimique) sur le comportement mécanique et plus spécialement sur la durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel ainsi chargé. L’élaboration de deux matériaux permettant d’établir l’influence de la morphologie de la silice constitue une première étape déterminante du travail. Elle se base sur l’incorporation de deux nuances de silice précipitée dans une matrice de caoutchouc naturel pouvant présenter des propriétés rhéologiques similaires. Les essais de caractérisation mécanique (monotones et cycliques) selon différents types de sollicitation (traction, compression, relaxation, traction cyclique, torsion) ainsi que des essais de traction in situ au MEB permettent d’identifier les mécanismes de déformation, de renfort et d’endommagement présents. L’interprétation des résultats de cette campagne expérimentale est basée sur une caractérisation microstructurale approfondie de l’état de dispersion de la silice ainsi que celui de la cristallisation de la matrice en caoutchouc naturel. Les résultats des essais de fatigue ainsi que les observations microscopiques des mécanismes de propagation des fissures en fatigue permettent d’établir un critère de durée de vie prenant en compte les modes de sollicitation (traction, compression, et torsion). Celui-ci est capable de prévoir la durée de vie ainsi que le lieu d’amorçage des fissures. Il s’avère que, selon le mode de sollicitation appliqué, les propriétés de dispersion de la silice sont plus ou moins importantes dans le renforcement et l’endurance du caoutchouc naturel chargé de silice. Ce travail fait donc appel à la physico-chimie, à la mécanique et aux observations microstructurales, en allant de l’élaboration des matériaux jusqu’à la modélisation mécanique du comportement et de la durée de vieNatural rubber has long been reinforced by stiff fillers such as carbon black in order to improve mechanical properties (breaking strength, abrasion, rigidity…). The introduction of silica particles to the library of potential fillers offers new possibilities to further tailor the properties of Natural rubber via blending. Introduce silica instead of carbon black is a challenge in pneumatic industry. Synthetic-based elastomers filled with silica particles decrease in rolling friction of the tires while also retaining a good adherence. The goal of this study is to explore the influence of silica particles one the mechanical behavior, stiffness, strength, hysterisis, fatigue lifetime, of natural rubber. The main purpose is to understand the influence of the morphology of silica (Interaction surfaces between filler with rubber, dispersion with random distribution, chemical activity) on the mechanical behavior and on the fatigue lifetime. Also, Two blends with two different morphology of silica were produced. The both blends were made to obtain similar rheology properties. Experiments investigations were performed to identify the mechanical behavior such as (tension, compression, torsion ,cyclic loading, relaxation tests) and mechanisms of deformation and damage were estimated from uniaxial elongation in combination with in situ SEM micrographs tests. The micro-structure of the blends were studied through SEM observations and uniaxial elongation in combination with in situ X-ray. Theses studies indicate respectively a good dispersion of the filler and a crystallization of soft-segment induced by elongation. Fatigue experimental results with fractographic observations allow to built a new model of lifetime prediction. This model is able to predict the location and orientation of cracks as well as the fatigue lifetime. The life time experiments and numerical tests study shows how the two different silica particles reinforced natural rubber , when subjected to various mechanical loading conditions (uniaxial, hydrostatic, monotonic, cyclic)
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Valantin, Chloé. "Compréhension des mécanismes d'endommagement de l'interface textile-caoutchouc." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4027.
Full textAbstract:
Les courroies étudiées subissent des sollicitations mécaniques complexes et des variations thermiques jusqu’à 160°C. Pour améliorer leurs durées de vie, les propriétés de l’interface entre le câblé PA 4,6 adhérisé RFL et la matrice EPDM doivent être optimisées. Dans ces travaux, les courroies ont subi un endommagement par fatigue et les essais ont été arrêtés après différents nombres de cycles afin de caractériser l’interface câblé/caoutchouc. Les analyses en microscopie électronique ont révélé trois mécanismes d’endommagement: La dégradation de la structure interne du câblé La propagation de décohésions fibrillaires à l’interface RFL/caoutchouc L’apparition d’arrachements fibre polyamide/RFL Ces endommagements ont été corrélés à des rigidifications interfaciales (nanoindentation), une évolution des propriétés viscoélastiques de la structure (DMA) et une diminution des valeurs d’adhérence (pelage ou arrachement). Des analyses physicochimiques, principalement Tof-SIMS, ont permis de déterminer la composition interfaciale initiale et de corréler son évolution aux endommagements constatésStudied belts undergo complex mechanical stress and thermal variations up to 160°C. To enhance their service life, the interfacial properties between the PA 4, 6 cord, coated with RFL, and the EPDM matrix must be improved. In this study, fatigue tests on belts were stopped after various numbers of cycles in order to characterize the interface between cord and rubber. Electron Microscopy revealed three different mechanisms for mechanical damage: Degradation of the inner cord structure Propagation of fibrillar microcracks at the RFL/rubber interface Appearance of RFL/polyamide microfiber debondings This damage was associated with interfacial hardenings (nanoindentation), viscoelastic properties variations of the structure (DMA) and a decrease in adhesive values (peeling or pulling out). Physicochemical analyses, mainly by Tof-SIMS, enabled to determine interfacial composition and to link its evolution with observed mechanical damage
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Raoult, Ida. "Structures élastomères sous chargement cyclique : Comportement – Fatigue – Durée de vie." École polytechnique, 2010. http://www.theses.fr/2010EPXX0090.
Full textAbstract:
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 chargementThe 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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BENNEBACH, MOHAMED. "Fatigue multiaxiale d'une fonte gs. Influence de l'entaille et d'un traitement de surface." Paris, ENSAM, 1993. http://www.theses.fr/1993ENAM0021.
Full textAbstract:
Cette etude a pour but d'analyser le comportement en fatigue multiaxiale d'une fonte perlitique a graphite spheroidal. Une campagne experimentale portant sur environ 800 eprouvettes, sollicitees en flexion, torsion et flexion-torsion combinees a permis d'une part de cerner la validite pour ce type de materiau de cinq criteres de fatigue, qui sont ceux de crossland, dang-van, galtier-seguret, froustey-lasserre et deperrois. Nous avons d'autre part pu evaluer l'influence sur la resistance en fatigue d'un accident geometrique tel qu'une entaille et le gain apporte par un traitement de surface comme le galetage. Enfin, des essais sous sollicitations d'amplitude et de nature variables ont conduit a un endommagement cumule non lineaire mais laissent penser qu'une loi simple est applicable. Cependant, les resultats sont trop peu nombreux pour conclure quant a la validite des lois de cumul d'endommagement
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Bentachfine, Saâdia. "Etude en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase d'un alliage de magnésium-lithium." Metz, 1993. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1993/Bentachfine.Saadia.SMZ9314.pdf.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d'étudie l'influence du déphasage sur la durée de vie en fatigue oligocyclique multiaxiale d'un alliage de magnésium-lithium. Dans un premier chapitre, on expose l'état de l'art en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase, ainsi que les différents critères de prévision de durée de vie existants dans ce domaine. Le troisième chapitre fera l'objet d'une discussion des résultats expérimentaux. Dans le quatrième chapitre, une étude métallographique du matériau utilisé, nous permettra d'éclaircir et donner ainsi une explication physique aux différents résultats rencontrés. Nous présenterons dans le chapitre cinq, plusieurs modélisations de la durée de vie du matériau en fatigue oligocyclique multiaxiale en phase et hors phase. Enfin, une conclusion générale fera le bilan de ce mémoireThe aim of this thesis is the study of the influence of the out-of-phase on life duration in multiaxial low cycle fatigue of a magnésium-lithium alloy. In first chapter, we expose the state of the art of multiaxial low cycle fatigue of a magnesium-lithium alloy and the different criterion of life prediction existing in this domain. The second chapter will be devoted to the experimental study. In the third chapter, we will present a discussion of experimental results. In the fourth chapter, a metallographic study of the material we have used, we clear us and then give us a physical explication to the differents results we met. We will present in the five chapter, lot models of fatigue prediction of material in multiaxial low cycle fatigue in phase and out-of-phase. At last, a general conclusion will make a balance sheet of this memory
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Roux, Clément. "Dimensionnement en fatigue multiaxiale des toiles de roues ferroviaires sous sollicitations multi-paramètres à amplitude variable." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX109/document.
Full textAbstract:
L’objectif principal de cette thèse est de développer une méthodologie qui permette de définir des sollicitations simplifiées représentatives des sollicitations réelles rencontrées en exploitation, c’est-à-dire équivalentes en sévérité vis-à-vis du phénomène d’amorçage de fissure par fatigue mécanique. Cette méthodologie doit être adaptée aux problèmes multi-paramètres car les sollicitations subies par les roues ferroviaires sont multidimensionnelles (chargement vertical et latéral) et indépendantes. Enfin, la thèse vise aussi à proposer une approche fiabiliste globale du problème de fatigue des roues, qui pourra être une extension de la méthode Contrainte-Résistance aux cas des sollicitations multi-entrée. Un critère de fatigue pour l’acier des roues est identifié à partir des nouveaux essaisThe main objective of this PHD thesis is to develop a method for the definition of simplified equivalent loads representative of real loads (the severity is equivalent from fatigue phenomenon point of view). This method must be adapted to multi-input problems because loads applied on wheels are multi-dimensional (vertical and lateral loads) and independent. Finally, the thesis also aims to provide a comprehensive approach to fatigue-reliability problem of the wheels, which can be an extension of the stress-strength method for multi-input loads. A fatigue criterion for the railway will is presented and identified using a new test campaign
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Klimkeit, Bert. "Etude expérimentale et modélisation du comportement en fatigue multiaxiale d'un polymère renforcé pour application automobile." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464186.
Full textAbstract:
Cette thèse contribue à la compréhension du comportement en fatigue des thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes. Deux différents matériaux sont étudiés : Un mélange de polybutylène téréphtalate et polyéthylène téréphtalate (PBT+PET GF30) et un polyamide 66 (PA66 GF35). Les enjeux scientifiques de la thèse concernent les chargements multiaxiaux, l'influence de la contrainte moyenne et l'orientation de fibres sur la tenue en fatigue. En outre, les mécanismes de rupture sont abordés au travers de techniques dédiées et ciblées ce qui a permis de proposer un scénario de rupture en fatigue pour le PBT+PET GF30. L'enjeu industriel est de développer un outil de dimensionnement en fatigue. Afin de répondre à ces objectifs, des essais de fatigue sont effectués dans le domaine de la durée de vie limitée (103-106 cycles) et à amplitude constante pour les rapports de charge de R=0,1 et R=-1. L'effet de l'orientation de fibres est étudié sur la base d'essais à différentes orientations en traction ainsi qu'en cisaillement sur des éprouvettes plates. Des chargements multiaxiaux sont appliqués à des éprouvettes tubulaires afin d'évaluer la tenue en fatigue multiaxiale. Dans le but de réduire le nombre d'essais d'identification tout en conservant les effets à décrire (triaxialité, rapport de charge et orientation), un nouveau critère est proposé. L'effet de l'orientation des fibres est simulé en utilisant l'approche de Mori Tanaka afin de calculer les contraintes moyennées. Le critère est implanté dans une chaîne de calcul allant de la mise en œuvre jusqu'à la durée de vie et il est validé sur deux matériaux et une large base de donnée expérimentale.
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Feaugas, Xavier. "Microstructure et modélisation du comportement en fatigue uniaxiale et multiaxiale d'un alliage de titane biphasé." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD772.
Full textAbstract:
Le propos de ce travail est de contribuer à la compréhension du comportement mécanique d'un alliage de titane biphasé (Ti-6246 forgé β) en fatigue oligocyclique sous chargements proportionnels et non proportionnels dans une gamme de températures comprises entre 300 K et 773 K. En associant les notions de contrainte interne et de contrainte effective à une étude statistique du comportement des dislocations en microscopie électronique à transmission (MET), la plupart des phénomènes observés en fatigue uniaxiale et biaxiale a pu être expliquée. Parmi les résultats les plus significatifs on retiendra particulièrement les faits suivants: la plasticité est essentiellement confinée dans la phase ; le cisaillement de la phase Ti3A1 est à l'origine de la localisation de la déformation dans des bandes de glissement prismatique (T < 500 K) ; la délocalisation du glissement est corrélée à l'activation du glissement dévié ; l'adoucissement des contraintes internes (T < 500 K) résulte de la multiplication du nombre de bandes de glissement en fonction de la déformation plastique cumulée ; l'adoucissement des contraintes effectives (T > 500 K) est associé au cisaillement de la phase Ti3A1, mais aussi à l'activation du glissement dévié (annihilation des dislocations vis de type ) ; et enfin le surécrouissage (ET à 300 K et p/2 = 0,7%, TTQ pour T > 650 K) résulte d'une activité particulière du glissement
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Chaussumier, Michel. "Un modele statistique de calcul en fatigue multiaxiale pour les pieces mecaniques en acier nitrure." Paris, ENSAM, 1999. http://www.theses.fr/1999ENAM0045.
Full textAbstract:
La nitruration est un procede largement utilise pour renforcer en fatigue les pieces mecaniques fortement chargees. Ce renforcement est la consequence de deux effets. Le premier reside dans les modifications metallurgiques dans l'epaisseur de la couche nitruree. Le second effet est relatif aux contraintes residuelles induites par le traitement. Ce champ de contraintes etant multiaxial, tout calcul en fatigue passe par l'utilisation d'un critere de fatigue multiaxiale comme celui de crossland ou celui de dang van. La prevision de la duree de vie necessite alors d'etendre ces criteres au domaine de l'endurance limitee. L'utilisation de la loi d'endommagement multiaxiale de chaboche est egalement possible si l'on souhaite envisager le cumul non lineaire de l'endommagement. Pour une piece mecanique, un calcul de duree de vie se fait en comparant en tout point de la zone critique de la piece, l'etat de contrainte stabilise, qui depend du comportement elastoplastique cyclique du materiau, aux caracteristiques en fatigue. Dans le cas des pieces mecaniques nitrurees, le comportement elastoplastique et les caracteristiques en fatigue dependent de la profondeur, en relation avec les modifications metallurgiques que subit le materiau. Il faut donc, d'une part modeliser le comportement elastoplastique de la couche nitruree, et d'autre part, caracteriser le materiau nitrure vis-a-vis de la fatigue, et ceci en fonction de la profondeur. Les previsions de duree de vie ne pouvant se faire pour un risque de 50%, il est de plus necessaire d'aborder ce probleme de caracterisation en fatigue par une approche statistique en utilisant la loi de student. Ceci permet de definir le domaine experimental en rapport avec le domaine d'utilisation du materiau. L'application de cette methode de calcul au cas de la fatigue en pied de dent d'un pignon nitrure est proposee. Une carte de duree de vie est etablie en utilisant la loi normale.
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Flacelière, Laurent. "Contribution a la modélisation du dommage en fatigue multiaxiale d’un acier C36 : confrontation à l’expérience." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2338.
Full textAbstract:
Le premier objectif est la caractérisation expérimentale du dommage, pour des sollicitations simples (traction et torsion), mais également l’étude du cumul de dommage, en particulier par des séquences de chargement reposant sur des blocs de sollicitations différentes. Le second objectif est l’utilisation du contexte de la mécanique de l’endommagement afin de proposer une nouvelle modélisation des phénomènes observés. Etablies dans un cadre thermodynamique, à une échelle mésoscopique, c’est en fait trois modélisations qui sont proposées. L’augmentation graduelle de leur complexité est la conséquence de la prise en compte d’un nombre croissant de phénomènes : nucléation, propagation en mode II, bifurcation, puis bifurcation en mode I, et enfin ruine du cristal. De plus, en utilisant une description considérant la direction privilégié du glissement au sein du système activé, il est possible d’établir une description orientée de l’évolution des caractéristiques mécaniques du cristal. Une approche statistique est également proposée au sein de ces modélisationsThe basic objective of this thesis is the experimental characterization of deterioration mechanisms for simple (tension and torsion) loading cycles as well as for complex sequential loading programmes. The study of cumulative damage development for corresponding (tension and torsion) loadings blocks is put forward. This experimental investigation is a basis for coupled damage-plasticity mesomechanical modelling of the multiaxial fatigue phenoma. Established within a thermodynamic framework, there are in fact three modular and ascending damage models proposed. The gradual increase in their respective complexity is a consequence of accounting for increasing number of phenomena : nucleation, propagation in mode II, bifurcation, propagation in mode I, combination of the both and finally ruin of the crystalline aggregate. Moreover, by using an approach considering privileged slip direction within the activated system, it is possible to establish a description of damage intensity accounting for multitude of orientations in physical space of the material. A statistical approach is also proposed within the above approach
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Gaborit, Pierre. "Unification des modèles d’endommagement de type Lemaitre, pour la fatigue LCF/HCF, multiaxiale et aléatoire." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0041.
Full textAbstract:
Les travaux présentés concernent le développement d'un modèle de prévision de durée de vie unifié pour traiter les problématiques de fatigue à faible et grand nombre de cycles. Le modèle est basé sur une approche à deux échelles et un endommagement de type Lemaitre. Le caractère "en vitesse" de la loi d'endommagement permet de traiter des chargements complexes, non proportionnels et aléatoires. Une campagne expérimentale de fatigue sur 12 éprouvettes cruciformes en alliage TA6V pour application aérospatiale est présentée. Elle comporte des essais biaxiaux proportionnels et non proportionnels ainsi que des cas de chargement pseudo-aléatoires. L'utilisation de la corrélation d'images numériques prises dans la zone utile permet d'évaluer les déformations locales en réponse aux sollicitations appliquées. Les cas de chargements sont simulés afin de confronter les déformations de surface et les durées de vie obtenues par calcul, aux résultats expérimentaux. Parmi les contributions théoriques présentées dans le manuscrit, sont à noter : - La proposition d'une nouvelle loi d'évolution pour écrouissage cinématique adaptée au comportement élastoplastique du TA6V sous chargement cyclique; - L'utilisation d'une correction élastoplastique locale permettant d'évaluer les déformations plastiques en surface à partir de calculs de structures linéaires; - L'amélioration d'un critère de micro-plasticité pour la prise en compte des effets de contrainte moyenne et de triaxialité en fatigue à grand nombre de cycles; - L'unification de deux lois d'endommagement afin d'étendre le domaine de validité du modèle initial vers les durées de vie à faible nombre de cycles. La démarche s'appuyant sur le cadre thermodynamique de la mécanique des milieux continus, de nombreuses perspectives d'amélioration du modèle sont discutéesThis work presents the proposal of a unifying predictive model to deal with LCF and HCF problems. It is based on a two-scale approach initially developed by Lemaitre. As the damage evolution law is rate written, complexity due to non proportional and random loadings may also be treated. An experimental fatigue campaign of 12 cross shaped samples made of TA6V alloy for aerospace applications is presented. It includes not only proportional and non proportional biaxial tests but also pseudo random loadings. Digital Image Correlation is used to evaluate the local strains from pictures taken in the zone of interest. Loadings are the simulated and both strains and lifetimes are compared to experimental observations. Among the theoretical contributions presented in this work, the main are: - A new kinematic hardening evolution law for the modeling of elasto-plasticity of TA6V alloy under cyclic loadings; - Use of local elastoplastic correction from linear Finite Element Calculation to estimate plastic strains in the structure zone of interests; - Improvements of the micro-plastic yield function to take into account mean stress effect and triaxiality effects in the lifetime prediction in HCF domain; - A unifying method of two damage variables in order to extend the validity domain of the initial model to shorter lifetimes (LCF). As the model is based on a thermodunamical framework for continuum mechanics, several extension are mentioned as future propects
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BENTACHFINE, SAADIA Pluvinage Guy. "ETUDE EN FATIGUE OLIGOCYCLIQUE MULTIAXIALE EN PHASE ET HORS PHASE D'UN ALLIAGE DE MAGNESIUM-LITHIUM /." [S.l.] : [s.n.], 1993. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1993/Bentachfine.Saadia.SMZ9314.pdf.
Full text
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Abdelmoumen, Saïd. "Contribution à l'étude des déformations différées sous charge constante de composites ciment-caoutchouc." Amiens, 2009. http://www.theses.fr/2009AMIE0104.
Full textAbstract:
L’équipe IMAP du Laboratoire des Technologies Innovantes (LTI) a déjà réalisé plusieurs travaux qui ont apporté une grande contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc provenant de pneus usagés. Cette activité présente un intérêt écologique certain et répond aux législations actuelles en matière de déchets. Les travaux antérieurs ont montré la faisabilité d’une association matrice cimentaire/granulats de caoutchouc, ont étudié le comportement physico – mécanique, hydrique et thermique, ont apporté des solutions au grand problème des matériaux cimentaires (peu déformables et très sensibles à la fissuration), et permis la mise au point d’un matériau capable de supporter des déformations importantes ce qui permet des applications plus durables. Ce travail s’inscrit dans la continuité de ces travaux. L’objectif est d’étudier le caractère différé du comportement de ces matériaux et d’établir des lois liant l’amplitude des déformations différées sous chargement de fluage et la déformation élastique aux caractéristiques des granulats et à leurs proportions. Le travail est composé de deux parties : La première partie est consacrée à la réalisation et l’analyse d’essais expérimentaux dans des conditions climatiques contrôlées, pour différents paramètres de formulation (taille des granulats, proportions volumiques des granulats et nature des granulats), différentes contraintes, différentes températures et différentes durées de cure. La deuxième partie est consacrée à l’écriture de modèles prédictifs des déformations différées pour permettre de formaliser l’influence de certains paramètres sur le comportement différé des composites étudiés. Le but est aussi de montrer une optimisation possible des essais expérimentaux rendus difficiles et contraignants par la complexité du matériau et la durée relativement longue de ce type d’expérimentation si l’on veut rendre compte de la durée de service du matériau. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux résultats numériques ce qui permet également de mieux comprendre le comportement du matériau soumis à une charge constante en fonction du temps.
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Trabelsi, Mariem. "Propagation de fissures en fatigue oligocyclique multiaxiale à haute température pour le superalliage HAYNES® 188." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM952.
Full textAbstract:
Cette étude s’inscrit dans le cadre du projet ANR SEMAFOR (ANR-14-CE07-0037) (Simulation et caractérisationExpérimentale de la FissuratiOn en plasticité généRalisée) en partenariat avec l’ONERA, LMT Cachan et SAFRAN. Sous les conditions de hautes températures, certaines pièces aéronautiques subissent des chargements sévères nécessitant de prendre en compte la propagation de fissures de fatigue pour optimiser le dimensionnement et la sécurité des pièces. L’intensité des chargements et des températures provoquent une forte plastification dans la zone de propagation de fissures. Le matériau de l’étude est un superalliage à base de Cobalt, le HAYNES® 188, utilisé principalement pour les chambres de combustion aéronautiques. Cette étude consiste à caractériser expérimentalement la propagation de fissure en fatigue oligocyclique sous sollicitations biaxiales. La conception d’un essai original de propagation de fissure à haute température est développée pour des chargements biaxiaux coplanaires. Un inducteur de type pancake a été conçu afin de réduire le gradient thermique dans la zone centrale de l’éprouvette. Ce dispositif a été utilisé pour construire une étude approfondie d’essais biaxiaux dans les conditions de fatigue oligocyclique à haute température. Les mesures des champs de température par thermographie infra-rouge et une méthodologie expérimentale ont ainsi été mises en place afin d’appréhender au mieux les conditions de propagation de fissure. La détermination expérimentale des vitesses de propagation de fissures est l’un des objectifs majeurs de l’étude. Les essais ont été modélisés à l’aide de calculs par éléments finis. Un post-processeur, sans insertion de fissure, a permis de valider un modèle macroscopique de propagation de fissure basé sur des grandeurs énergétiques. A l’aide d’outils de remaillage conforme, la propagation de fissure a été modélisée par introduction explicite de la fissure observée expérimentalement. Cette démarche a permis d’analyser les grandeurs mécaniques pilotant la propagation de fissure de fatigue sous les conditions de plasticité étendue à haute température, afin d’établir des outils de modélisation 3D de propagation de fissure expliciteThis study is concerned with the SEMAFOR (ANR-14-CE07-0037) project in collaboration with ONERA, Mines ParisTech,LMT Cachan and Safran. In very high temperature condition, as found for some engine aircraft components, crack couldinitiate near perforated zones. Once a crack is initiated, further degradation by crack growth is the result of a complex setof phenomena: multiaxial fatigue loading, thermal gradients and large scale yielding under oxidizing environment. The purpose of this study is to analyse the fatigue crack growth of the superalloy HAYNES® 188 under such conditions wit hbiaxial tests. The design of an original experiment is a challenging issue to conduct biaxial tests at high temperature. A specific inductor (pancake) was designed to decrease thermal gradient within the gage length. Subsequent thermalfield has been measured using Infra-red thermography. An experimental methodology was developped to ensure a deep analysis of the crack growth. One of our major purpuse is the determination of the experimental fatigue crack growth rate in such conditions. A finite element numerical analysis was achieved using a post-processing methodology based onenergy partition. This model has been successfully validated, at first without crack insertion, for cruciform specimen tests with neither modification of the model constitutive parameters. Using consistent remeshing tools, crack propagation was modeled by explicit introduction of the crack observed experimentally. This approach leads to analyze the mechanical quantities controlling the fatigue crack growth under large scale yielding at high temperature, in order to establish tools for3D modeling of explicit crack propagation
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Dubar, Laurent. "Fatigue multiaxiale des aciers. Passage de l'endurance a l'endurance limitee. Prise en compte des accidents geometriques." Paris, ENSAM, 1992. http://www.theses.fr/1992ENAM0019.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la fatigue multiaxiale a grand nombre de cycles, on etudie la validite des criteres de dimensionnement de la bibliographie a l'aide d'essais de flexion-torsion combines sur eprouvettes lisses et entaillees. La mise en uvre de ces essais necessite des calculs elastoplastiques par elements finis pour evaluer le chargement a imposer en machine et les etats contraints resultant des essais. La validite des criteres est analysee a l'aide des courbes representant, pour un critere donne, le pourcentage d'essais correles avec un pourcentage d'erreur inferieur a une valeur donnee. A l'aide de ces courbes, on etudie l'influence de la duree de vie et du trajet de charge (eprouvettes lisses) ainsi que l'influence des accidents geometrique sur les performances des criteres. Les modeles les plus performants sont ceux de froustey-lasserre, galtier-seguret et deperrois
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Saintier, Nicolas. "Fatigue multiaxiale dans un élastomère de type NR : mécanismes d'endommagement et critère local d'amorçage de fissure." Phd thesis, Paris, ENMP, 2001. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00397910.
Full text
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Bennani, Amine. "Elaboration, comportement et durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel renforcé de silice." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136825.
Full textAbstract:
Les élastomères sont renforcés grâce à l'incorporation de charges telles que les noirs de carbone ou encore la silice.Ce qui leur confère de meilleures propriétés (résistance à la rupture, abrasion, rigidité...). Actuellement, les charges
renforçantes les plus souvent utilisées sont les noirs de carbone. La substitution de cette charge classique par la silice constitue un challenge dans l'industrie pneumatique. En effet, il est admis que la silice diminue la résistance au roulement des pneus, de matrice synthétique, tout en conservant une bonne adhérence. La particularité de cette étude est d'analyser l'influence du renfort par la silice sur le comportement mécanique en endurance du caoutchouc naturel. Son principal objectif est de comprendre l'influence de la morphologie de la silice (surface développée en interaction avec le caoutchouc, dispersibilité, activité chimique) sur le comportement
mécanique et plus spécialement sur la durée de vie en fatigue du caoutchouc naturel ainsi chargé. L'élaboration de deux matériaux permettant d'établir l'influence de la morphologie de la silice constitue une première étape déterminante du travail. Elle se base sur l'incorporation de deux nuances de silice précipitée dans une matrice de caoutchouc naturel pouvant présenter des propriétés rhéologiques similaires. Les essais de caractérisation mécanique (monotones et cycliques) selon différents types de sollicitation (traction, compression, relaxation, traction cyclique, torsion) ainsi que des essais de traction in situ au MEB permettent d'identifier les mécanismes de déformation, de renfort et d'endommagement présents. L'interprétation des résultats de cette campagne expérimentale est basée sur une caractérisation microstructurale approfondie de l'état de dispersion de la silice ainsi que celui de la cristallisation de la matrice en caoutchouc naturel.. Les résultats des essais de fatigue ainsi que les observations microscopiques des mécanismes de propagation des fissures en fatigue permettent d'établir un critère de durée de vie prenant en compte les modes de sollicitation (traction, compression, et torsion). Celui-ci est capable de prévoir la durée de vie ainsi que le lieu d'amorçage des fissures. Il s'avère que, selon le mode de sollicitation appliqué, les propriétés de dispersion de la silice sont plus ou moins importantes dans le renforcement et l'endurance du caoutchouc naturel chargé de silice.
Ce travail fait donc appel à la physico-chimie, à la mécanique et aux observations microstructurales, en allant de l'élaboration des matériaux jusqu'à la modélisation mécanique du comportement et de la durée de vie.
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Delahay, Thomas. "Développement d'une méthode probabiliste de calcul en fatigue multiaxiale prenant en compte la répartition volumique des contraintes." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12846.
Full textAbstract:
Cette étude concerne le développement d'une méthode de calcul probabiliste de la résistance des structures à la fatigue multiaxiale à grand nombre de cycles. Un panorama des méthodes déterministes et probabilistes est présenté, les prévisions d'une sélection de critères sont confrontées à des résultats d'essais afin de juger de leur qualité. Des essais de fatigue à amplitude constante sous sollicitations simples et combinées ont été réalisés sur des éprouvettes lisses en alliage de titane Ti-6A1-4V. Des essais de fatigue en flexion plane alternée symétrique à deux blocs (bas/haut) répétés alternativement jusqu'à fissuration ont permis de confirmer l'existence d'un seuil en contrainte en dessous duquel les cycles ont une influence négligeable sur la durée de vie de cet alliage. Un modèle probabiliste appliqué à la fatigue multiaxiale à grand nombre de cycles sous chargement d'amplitude constante est proposé en combinant l'approche énergétique et volumique du LAMEFIP au formalisme de Weibull. Tout en concervant les avantages de la formulation déterministe (prise en compte de la répartition volumique des contraintes et des déformations et distinction de tous les cas de chargement), cette proposition prévoit une probabilité de fissuration de la structure avant une durée de vie fixée selon le niveau de contrainte. Le modèle prévoit aussi l'effet d'échelle et permet d'estimer la dipersion de la résistance à la fatique. Les prévisions du modèle proposé sont en bon accord avec l'expérience (sur l'alliage de titane Ti-6Al-4V, la fonte à graphite sphéroi͏̈dal EN-GJS800-2 et les aciers C18 recuit, 35CrMo4 trempé revenu). Cette proposition permet de prévoir correctement les courbes P-S-N à partir d'une seule courbe S-N expérimentale. Le développement d'un post-processeur orienté objet de calcul en fatique multiaxiale permet d'appliquer le critère déterministe du LAMEFIP à des éprouvettes entières.
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Vidal-Sallé, Emmanuelle. "Prévision de la durée de vie en fatigue multiaxiale sous sollicitations d'amplitude variable à l'aide d'un critère global." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0012.
Full textAbstract:
Cette thèse présente un outil d'estimation de la durée de vie en un point d'une structure où les contraintes sont multiaxiales et d’amplitude variable. La "contrainte tangentielle octaédrique signée" est utilisée comme variable de comptage. Son évolution correcte au cours du temps est assurée par la continuité du mouvement du repère principal obtenu grâce à la réorganisation des éléments principaux. A un cycle extrait de la variable de comptage est associé un "cycle" de contraintes. Un critère de fatigue de caractère global permet de trouver la durée de vie correspondant à un « cycle » grâce à une méthode implicite. Trois nouvelles possibilités de calage du critère sont proposées. Les modèles et hypothèses nécessaires à la mise en œuvre de la méthode implicite sont donnés et leurs effets sur le calcul de la durée de vie étudiés. Le dommage est calculé par la loi de Miner et est ensuite cumulé linéairement. Les différents modules de la méthode ont été mis en œuvre dans un logiciel. Des essais multiaxiaux sous contraintes périodiques et d'amplitude variable sont utilisés pour la validation expérimentale du modèle. Les durées de vie prédites sont égales ou inférieures aux durées de vie expérimentales dans un rapport de 1 à 5. Ainsi la méthode proposée étend de l'uniaxial au multiaxial le calcul de durée de vie sans altérer la précision habituelle inhérente à la fatigueThis thesis presents a tool to estimate the fatigue life of a structure subjected to multiaxial variable amplitude stresses. The signed octahedral shear stress is used as a counting variable. Its correct evolution versus time is ensured by the continuity of the motion of the principal frame. That requires a re-organization of principal elements of the stress tensor. To each cycle extracted from the counting variable sequence corresponds cycle. A fatigue criterion based on a global approach gives the fatigue life corresponding any cycle by the way of an implicit method. Three new fittings of the criterion are proposed. Models and assumptions which are necessary to implement the implicit method are given. Their effects on fatigue life assessments are studied. Miner's rule is used for the damage calculation and its linear summation technique. All the steps of the method are implemented in a code. Multiaxial experimental tests under periodical or variable amplitude stress states are used to evaluate the model. As a result predicted fatigue lives are equal to or smaller than experimental lives within a factor from 1 to 5. Finally, the proposed method extends from uniaxial to multiaxial loadings fatigue life prediction without reducing the usual accuracy of fatigue life estimation methods
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Rublon, Pierre. "Etude expérimentale multi-échelle de la propagation de fissure de fatique dans le caoutchouc naturel." Ecole centrale de Nantes, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDN0003.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat vise à caractériser expérimentalement la propagation de fissures de fatigue dans le caoutchouc naturel, en s’intéressant notamment à la zone située au voisinage de la pointe de fissure et au phénomène singulier de cristallisation sous tension. Les travaux ont pour objectif principal d’expliquerla remarquable résistance à la fissuration du caoutchouc naturel rapportée depuis un certain nombre d’années dans la littérature. Des essais de mesure de vitesse de propagation de fissure en fatigue sont d’une part menés de sorte à cerner l’influence de divers paramètres expérimentaux tels que la nature de la matrice élastomère, le taux de noir de carbone incorporé à cette dernière et les conditions de sollicitation, sur la résistance à la propagation. D’autre part, différentes méthodes expérimentales sont mises en oeuvre à différentes échelles pour caractériser la zone se trouvant au voisinage de la pointe de fissure. Un rayonnement synchrotron permet notamment de caractériser le phénomène de cristallisation par la technique de diffraction des rayons X aux grands angles. Ces résultats expérimentaux sont également comparés aux mesures de champs de déformation par la technique de corrélation d’images numériques. Par ailleurs, la mise en place d’un essai de fatigue au sein d’un microscope électronique à balayage permet d’observer in situ les mécanismes de propagation présents en fond de fissure. Finalement, la confrontation de l’ensemble de ces résultats expérimentaux mène à discuter de l’influence que peut avoir le phénomène de cristallisation sous tension sur la résistance à la propagation de fissure en fatigueThis PhD thesis aims to experimentally characterizethe fatigue crack growth behaviour in natural rubber, and is particularly interested in the neighbourhood of thecrack tip where the well-known phenomenon of straininduced crystallization takes place due to the large strains in this region. The final goal is therefore to explain the outstanding fatigue properties and crack growth resistance of natural rubber which are recognized for a while in literature. On the one hand, fatigue crack growth rate tests are performed to evaluate the influence of various parameters such as the type of elastomer, the carbon-black content and non-relaxing conditions, on the fatigue crack growth resistance. On the other hand, various experimental methods are used at different scales to characterize the fatigue crack tip neighbourhood. First of all, a synchrotron radiation allows us to measure quantitatively the strain-induced crystallization phenomenon at the crack tip using the wide-angle X-ray diffraction method. Moreover, those results are related to strain field measurements obtained by digital image correlation. Besides, an original fatigue experiment performed in a scanning electron microscope enables us to observe in situ the fatigue crack growth mechanisms at the crack tip. Finally, all these experimental results, compared to macroscopic measurements of fatigue crack growth rates in our samples, lead to a discussion about the influence that has the strain-induced crystallization phenomenon on the resistance to fatigue crack growth in natural rubber
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Chamat, Abderrahim. "Prévision de la durée de vie en fatigue des roues ferroviaires sous ollicitations multiaxiale proportionnelle et non-proportionnelle." Metz, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2005/Chamat.Abderrahim.SMZ0509.pdf.
Full textAbstract:
L'expérience industrielle montre que la rupture des pièces de machines ou de structures en fonctionnement normal est souvent due à la fatigue. Le but de ce travail est de proposer un critère prévisionnel de la durée de vie de la roue ferroviaire en fatigue illimitée. Pour cela, un signal a été relevé à partir d'essais effectués sur une roue ferroviaire. Ce signal a été appliqué à des éprouvettes prélevées sur la roue. La machine de type INSTRON dont on dispose n'est pas prédisposée pour la réalisation de ce type de chargement. C'est pourquoi, toute une programmation par le biais de logiciel labview a été nécessaire afin d'introduire ce signal point par point. Les résultats expérimentaux sont comparés aux prévisions des divers critères. L'application, des derniers critères, a donné des prévisions non concordantes et différentes des résultats expérimentaux. Dans cette perspective, un modèle semi local basé sur l'application de l'approche volumétrique a été proposé. Pour représenter les essais sur la courbe de résistance de fatigue, deux méthodes ont été proposées. La première consiste à introduire un facteur multiplicateur de charge en fonction du nombre cycles à rupture. La deuxième consiste à représenter la contrainte de von Mises maximale en fonction du nombre de cycles à rupture. De nombreuses études ont conclu l'influence du signal en domaine d'endurance. Nos résultats expérimentaux ont confirmé ces propos. L'effet du chargement sur la durée de vie ne devient négligeable qu'à partir d'une durée de vie 1019 cycles, c'est-à-dire pour des faibles valeursThe experience shows that the fracture of the components or structures in normal working conditions is often due to fatigue. The aim of this works is to propose a criterion which predicts the life duration in endurance fatigue. For this purpose, a signal has been raised during the tests. In order to apply this signal the specimens are extracted from the wheel. Annexe Fatigue Multiaxiale en endurance illimitée 145. Our Instron machine is not predisposed for the realization of this type of loading ; therefore a Labview program has been set which enables to introduce all points of the cycle. The experimental results are compared to the prediction of the various criteria. The application of the various criteria predicted results different from the experimental data. In this perspective, a semi local approach based on the application of the volumetric method has been proposed. Two methods have been proposed to depict the test results in fatigue strength diagram. The first consists in depicting a load factor as a function of the number of cycles to fracture. While the second consists in representing the maximal von Mises stress versus the number of cycles to fracture diagram. Numerous studies showed the influence of the signal in the endurance domain. Experimental results of the present study confirmed these findings. It is noted, the effect of the loading on the life duration becomes negligible from a life duration of 10-7cycles i. E. Low values
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Rublon, Pierre. "Etude expérimentale multi-échelle de la propagation de fissure de fatigue dans le caoutchouc naturel." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00904442.
Full textAbstract:
Cette thèse de doctorat vise à caractériser expérimentalement la propagation de fissures de fatigue dans le caoutchouc naturel, en s'intéressant notamment à la zone située au voisinage de la pointe de fissure et au phénomène singulier de cristallisation sous tension. Les travaux ont pour objectif principal d'expliquer la remarquable résistance à la fissuration du caoutchouc naturel rapportée depuis un certain nombre d'années dans la littérature. Des essais de mesure de vitesse de propagation de fissure en fatigue sont d'une part menés de sorte à cerner l'influence de divers paramètres expérimentaux tels que la nature de la matrice élastomère, le taux de noir de carbone incorporé à cette dernière et les conditions de sollicitation, sur la résistance à la propagation. D'autre part, différentes méthodes expérimentales sont mises en oeuvre à différentes échelles pour caractériser la zone se trouvant au voisinage de la pointe de fissure. Un rayonnement synchrotron permet notamment de caractériser le phénomène de cristallisation par la technique de diffraction des rayons X aux grands angles. Ces résultats expérimentaux sont également comparés aux mesures de champs de déformation par la technique de corrélation d'images numériques. Par ailleurs, la mise en place d'un essai de fatigue au sein d'un microscope électronique à balayage permet d'observer in situ les mécanismes de propagation présents en fond de fissure. Finalement, la confrontation de l'ensemble de ces résultats expérimentaux mène à discuter de l'influence que peut avoir le phénomène de cristallisation sous tension sur la résistance à la propagation de fissure en fatigue.
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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.
Full textAbstract:
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 similairesThe 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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Chamat, Abderrahim Azari Zitouni. "Prévision de la durée de vie en fatigue des roues ferroviaires sous ollicitations multiaxiale proportionnelle et non-proportionnelle." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2005/Chamat.Abderrahim.SMZ0509.pdf.
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