A probabilistic approach to predict the very high-cycle fatigue behaviour of spheroidal graphite cast iron structures

International audienc

Tolérance aux défauts initiaux et effets de surface (dimensionnement à la fatigue de pièces de fonderie)

L'INDUSTRIE AUTOMOBILE EST UN DOMAINE QUI REQUIERT L'ESTIMATION QUANTITATIVE DE LA TENUE EN SERVICE DE PIECES DE SECURITE. CONCEVOIR MIEUX, PLUS VITE ET MOINS CHER, EST LE PRINCIPAL OBJECTIF. FABRIQUEES EN FONTE GS, LES PIECES GRENAILLEES SONT SOLLICITEES EN FATIGUE A GRAND NOMBRE DE CYCLES. OR, DANS CE CAS, CE MATERIAU A UN COMPORTEMENT QUASI-FRAGILE, LA RUPTURE ETANT CAUSEE PAR LA PRESENCE DE DEFAUTS DE FONDERIE INITIAUX REPARTIS DE FACON ALEATOIRE DANS LE MATERIAU ET SOUVENT LOCALISEE EN PROCHE SURFACE. POUR EN RENDRE COMPTE, UNE APPROCHE PROBABILISTE EST MISE EN PLACE DANS LE CADRE DE LA THEORIE DU MAILLON LE PLUS FAIBLE. D'UNE PART, LA PROCEDURE CONSISTE A DISCRETISER UNE STRUCTURE EN DEUX ENTITES SURFACE ET VOLUME AUXQUELLES SONT ASSOCIEES LES PROPRIETES SUIVANTES : _ UN ETAT DE CONTRAINTE INITIAL : TRAITEMENT DE PRECONTRAINTE AVEC L'EVALUATION DE LA RELAXATION DES CONTRAINTES RESIDUELLES EN FONCTION DU NOMBRE DE CYCLES ; _ UNE MISE EN EVIDENCE D'UNE SOUS-COUCHE MECANIQUE A TRAVERS LA POSITION ET DE LA TAILLE DU DEFAUT ; _ UNE IDENTIFICATION INVERSE DES DISTRIBUTIONS DE TAILLES DE DEFAUT A PARTIR DES ESSAIS SUR EPROUVETTES USINEES (POPULATION A CUR) ET BRUTES DE FONDERIE (POPULATION EN SURFACE) AVEC L'APPLICATION DES LOIS DE PROPAGATION ADAPTEES (SOUS AIR/VIDE). D'AUTRE PART, GRACE A UN POST-PROCESSEUR APPLIQUE A CHAQUE ENTITE CONTRIBUANT CHACUNE A LA DETERMINATION DE LA PROBABILITE DE RUPTURE GLOBALE, LE MODELE PROBABILISTE EST ENTIEREMENT VALIDE DANS DIFFERENTS CAS DE CHARGEMENTS SUR BRAS DE SUSPENSION ET SUR EPROUVETTES GRENAILLES AU REGARD DES ESSAIS. ICI, SONT INTEGRES L'INFLUENCE DES DISTRIBUTIONS DE TAILLES DE DEFAUT, L'HETEROGENEITE DES CONTRAINTES ET LE VOLUME DES STRUCTURES. UNE EXTENSION AUX CHARGEMENTS ALEATOIRES EST AUSSI PROPOSEE. CETTE APPROCHE PROBABILISTE CONSTITUE UNE ANALYSE FIABLE POUR AMELIORER LE TEMPS DE CONCEPTION EN REDUISANT LES ESSAIS ET LES CONTROLES NON-DESTRUCTIFS APRES FABRICATION, ET AINSI EVITER UNE MISE AU REBUS DE PIECES.SudocFranceF