Chap. 3.1 : effets de la fatigue Flashcards
Qu’est-ce que la fatigue ?
La fatigue se produit quand le matériau est soumis à charges répétées.
Les charges peuvent varier : leur fréquence, leur amplitude.
Une façon de désigner la durée de vie d’un matériau ?
Nr : Le nb de cycles de charges nécessaires pour entraîner la rupture du matériau
Quels sont les deux grands domaines de fatigue ?
- Fatigue d’endurance
- Fatigue oligocyclique
Qu’est-ce que la fatigue d’endurance ?
L’amplitude des déformations reste dans le domaine d’élasticité. Nr > 10^5 cycles
Qu’est-ce que la fatigue oligocyclique ?
L’amplitude des déformations dépasse le domaine d’élasticité : la durée de vie du matériau est donc plus courte : Nr < 10^4.
Entre la traction et la compression, laquelle est la plus dommageable ?
La traction est + dommageable pour le matériau que la compression.
–> compression tend à refermer la faille.
+ Il y a de traction, + vite on arrive à la rupture
Qu’est-ce que la limite d’endurance d’un matériau ?
Niveau d’amplitude de contrainte pour lequel la rupture n’intervient pas.
C’est aussi un nb de cycle supérieur à la durée de vie de la pièce
Quelle courbe utilise-t-on pour déterminer la limite d’endurance d’un matériau ?
La courbe de Wöhler. On utilise l’asymptote horizontale pour déterminer σD
Quels matériaux ne présentent pas de limite d’endurance ?
Les alliages de cuivre, d’aluminium, et certains plastiques.
Phase de l’accommodation ?
La contrainte évolue avant de se stabiliser à nouveau. Soit :
- elle augmente : durcissement du matériau
- elle diminue : adoucissement du matériau
Au niveau micro : réorganisation des dislocations
2 phases principales de la déformation ?
- Amorçage
- Propagation
début de la phase d’amorçage ?
La sollicitation périodique conduit à des mouvements périodiques des grains en surface, ce qui crée des irrégularités : extrusions, intrusions en surface
A quoi servent les extrusions/intrusions qui naissent en phase d’amorçage ?
Servent d’amorçage à des microfissures qui se développent par décohésion en cisaillement, à environ 45° de l’axe de sollicitation
Impact sur les grains en surface de la phase d’amorçage ?
Les grains en surface sont déformés plastiquement, donc même en fatigue d’endurance, un amorçage peut se produire
De quoi dépend l’amorçage ?
Etat de surface et défauts à la surface : rayures, jonction de plusieurs joints de grains, concentrations de contraintes …
Phase de propagation :
Les dislocations se propagent dans le matériau jusqu’à sa rupture
Comment calculer Nr ?
Nr = Na + Np
- Na : nb de cycles d’amorçage
- Np : nb de cycles de propagation
Pour un matériau fragile, Nr ?
Nr = Na
car Np = 0
Np d’un matériau ductile ?
bcp de cycles de propagation : Np important
Indicateur utilisé ?
Kc : facteur d’intensité de contrainte
K et sollicitation de fatigue ?
K varie pendant la sollicitation, en fonction de la géométrie de la fissure et celle de l’éprouvette.
A partir de ΔK, on peut déterminer la vitesse de propagation
Qu’est-ce que le fluage ?
On soumet le matériau à une contrainte constante (en traction ou en compression à haute température. (T>Tf/2)
Quel impact sur l’essai de fluage si on augmente considérablement la température ?
Réduction du temps de rupture :
- diffusion activée : les atomes se déplacent
- dislocations se déplacent plus facilement
Fluage et joints de grains ?
Contrairement à un essai de traction, où les jdg perturbent les dislocations, lors d’un fluage avoir des jdg est problématique : la déformation se fait aux jdg par rupture intergranulaire.
–> les monocristaux résistent mieux
Sur le graphe du Nr en fonction de l’amplitude de la contrainte, quelles sont les différentes phases de la courbe ?
- phase plate : pour amplitudes faibles. = les contraintes n’ont pas d’effet sur la durée de vie du matériau
- phase penchée : les contraintes ont un effet sur la durée de vie, et pour un nb de cycles donné, la rupture va survenir
Sur le graphe du Nr en fonction de l’amplitude de la contrainte, où trouver la limite d’endurance ?
Sur le palier linéaire : = le seuil où les contraintes cessent d’avoir un effet sur la durée de vie en fatigue.
Une limite d’endurance par graphe.
Par mesure de sécurité, on prend toujours en dessous de la liite d’endurance
Dans un essai en fissuration, où chercher ΔKs, l’amplitude seuil ?
Au début de la propagation = pour la contrainte la plus faible
Dans un essai en fissuration, où chercher le ΔKc, le facteur d’intensité de la contrainte à la rupture ?
Valeur de K au dernier point de la courbe, divisé par 2
Que faire pour linéariser une loi exponentielle type courbe de fluage ?
On utilise une échelle semi logarithmique avec des Ln
