Critere local d'amorcage de fissure en fatigue dans un elastomere de type nr

• Auteur / Autrice : NICOLAS ANDRE
• Direction : Roland Piques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Résumé

L'objectif de cette etude est de fournir un outil de prevision de la duree de vie en fatigue de composants en caoutchouc naturel. Il faut identifier les variables critiques qui gouvernent l'amorcage, puis developper et valider un modele de prevision, utilisable dans un calcul par elements finis. Le but final est l'application a des structures industrielles, des pieces antivibratoires pour automobiles en caoutchouc-metal. Des essais d'endurance ont ete realises sur des eprouvettes quasi-cylindriques (diabolos) et des eprouvettes axisymetriques entaillees. Ceux de traction-compression et traction-traction constituent la base de donnees principale. Des essais incluant de la torsion (cyclique, statique) permettent d'elargir les trajets de chargements etudies. A partir des essais quasi-uniaxiaux, on montre l'influence combinee de l'amplitude de contrainte sa et de la contrainte moyenne sm sur la duree de vie. On note de plus que sm a une influence positive si le chargement ne repasse jamais par zero. Le diagramme de haigh permet de tenir compte de ces deux parametres (sm en abscisse et sa en ordonnee). On utilise les contraintes de cauchy, calculees par elements finis dans la zone d'amorcage, apres identification des parametres de la loi de comportement hyperelastique du materiau (modele de rivlin). A partir des resultats uniaxiaux, des courbes joignant les essais a meme duree de vie sont tracees (iso-durees de vie). Elles constituent notre critere uniaxial. Mais pour generaliser le critere, d'autres variables que celles du diagramme de haigh doivent etre envisagees. Les resultats des essais de torsion montrent par exemple une influence de la plus grande contrainte principale en fatigue. Le critere finalement propose permet une prevision de la duree de vie a l'amorcage satisfaisante pour la plupart de nos conditions d'essais. Il est implante en postprocesseur et utilise ainsi en sortie de calculs elements finis pour diverses pieces et divers chargements.