Effets dissipatifs en fatigue à grand et très grand nombre de cycles

Dissipative effects in high and very high cycle fatigue

• Auteur / Autrice : Antoine Blanche
• Direction : André Chrysochoos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et génie civil
• Date : Soutenance le 06/12/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil. LMGC (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Chrysochoos, Éric Charkaluk, Patrick Villechaise, Brigitte Bacroix, André Galtier, Nicolas Ranc, Sylvain Calloch
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Charkaluk, Patrick Villechaise

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement d'images -- Techniques numériques

Thermographie

Dissipation d'énergie

Déformations (mécanique)

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Métaux -- Fatigue

Matériaux -- Fatigue

Mots clés libres

Fatigue

Dissipation

Thermographie infrarouge

Corrélation d’image

Fatigue

Dissipation

Infrared thermography

Digital image correlation

Résumé

Cette étude présente une analyse mécanique et énergétique de la fatigue des matériaux métalliques à grand et très grand nombre de cycles. Des bilans d'énergie en fatigue sont réalisés à partir de techniques d'imagerie quantitatives. Les sources de chaleur sont déterminées à partir des champs de température mesurés par caméra infrarouge. Les champs cinématiques sont obtenus en utilisant une technique de corrélation d'image numérique et permettent d'estimer l'énergie de déformation mise en jeu. Un premier objectif est d'analyser la pertinence énergétique des concepts de limite de fatigue et d'état cyclique stabilisé. Un deuxième objectif est de comparer les champs de dissipation à l'échelle mésoscopique aux distributions de bandes de glissement. Enfin, la comparaison d'essais de fatigue conventionnelle (30-50 Hz) et ultrasonique (20 kHz) permet d'analyser les effets de la fréquence sur le comportement dissipatif du matériau.

This work presents a mechanical and energy analysis of metallic materials during high and very high cycle fatigue tests. Energy balances are derived from quantitative imaging techniques. Heat sources are estimated from temperature fields measured by an infrared camera. Kinematic fields are obtained by using digital image correlation techniques and used to compute the deformation energy. A first aim is to analyse the energy relevance of the concepts of fatigue limit and stabilzed cyclic behavior. A second aim is to compare dissipation fields at mesoscale with the microstrural distribution of slip bands. Finally, conventional (30-50 Hz) and ultrasonic (20kHz) fatigue tests are used to analyse the frequency effect on the dissipative behavior of the material.