Dimensionnement des structures à la fatigue thermomécanique

• Auteur / Autrice : Éric Charkaluk
• Direction : Ky Dang Van
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Résumé

Une methode de dimensionnement des structures a la fatigue thermomecanique est developpee, reposant sur quatre points : _ la connaissance du chargement thermique et mecanique, _ la modelisation du comportement mecanique du materiau, _ la modelisation de l'endommagement en fatigue thermomecanique, _ la definition d'un critere de ruine a l'echelle de la structure. Le cadre de ce travail consiste a dimensionner des collecteurs d'echappement en fonte a graphite spheroidal au sein de bureaux d'etudes automobiles. Deux modeles de comportement elastoviscoplastique sont proposes : l'un est un modele unifie viscoplastique et l'autre, un modele bicouche elastoplastique-viscoelastique. Ces deux modeles sont implementes dans le code de calcul par elements finis abaqus. L'identification des parametres est realisee a partir d'essais isothermes. Des calculs de structures elementaires soumises a des chargements thermiques ainsi que de collecteurs d'echappement sont realises. Une approche energetique est proposee pour la modelisation de l'endommagement en fatigue thermomecanique. Elle repose sur la determination de l'energie mecanique totale dissipee par cycle dans chaque element de la structure calculee. Cette grandeur mecanique, associee a un critere de ruine, permet de dimensionner des structures soumises a des sollicitations multiaxiales anisothermes. La methode est directement applicable par les concepteurs. Elle a ete validee sur de nombreux resultats d'essais isothermes et anisothermes sur eprouvettes ainsi que sur pieces prototypes.