Étude de la fatigue gigacyclique des alliages ferreux

Gigacyclic fatigue of ferrous metals

• Auteur / Autrice : Qing Yuan Wang
• Direction : Claude Bathias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et Matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonte à graphite sphéroïdal

Matériaux -- Fatigue

Mots clés libres

Acier haute résistance

Durée vie fatigue

Endurance

Résumé

La présente étude porte sur le comportement en fatigue des très grandes durées de vie des alliages ferreux a hautes performances (fontes GS, tôles minces et aciers a très haute résistance). Outre la mise au point de trois machines d'essai piézoélectriques adéquates, de nombreux essais de fatigue sont réalisés sur plusieurs métaux et avec différents profils d'éprouvette. En particulier, une nouvelle possibilité d'essai de fatigue vibratoire a été développée pour permettre l'étude de la limite d'endurance de tôle mince et le seuil de propagation de fissure sur les éprouvettes plates de très faible épaisseur. Nous présentons dans ce mémoire les résultats d'endurance d'une fonte GS 52, d'une tôle mince et des aciers à très haute résistance. Les résultats à 20khz sont en accord avec ceux obtenus à 25 Hz par Renault entre 5 10 5 et 10 7 cycles dans le cas ou la comparaison est possible, ce qui montre que la fréquence de la fatigue vibratoire est sans influence sur l'endurance. Les résultats montrent de plus, qu'entre 10 6 et 10 9 cycles l'asymptote présumée de la courbe de Wöhler est faiblement inclinée et non pas horizontale, et qu'il y a rupture par fatigue jusqu'a 10 9 cycles pour la fonte, tôle mince, les aciers a ressort et les aciers de construction mécanique. On a pris conscience du risque de considérer la limite de fatigue à 10 7 cycles seulement. Dans cette étude, on a mesure aussi l'évolution de la température de l'éprouvette a cause de l'absorption d'énergie ultrasonique au cours des essais. Les résultats montrent que l'endurance en fatigue vibratoire ne produit pas d'augmentation brutale de la température sauf en fatigue oligocyclique. Il y a une élévation rapide a proximité de 10 6 cycles.