Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d ...

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4.1 Modélisation de l’amorçage en fretting 149 P 1 une force tangentielle donnée, la sévérité du gradient apparaît donc comme directement liée à la largeur de la zone de glissement, elle même liée au niveau de pression imposé dans le contact. Plutôt que de considérer un volume critique constant lié à une dimension microstructurale du matériau, les calculs sont modifiés pour prendre en compte un volume critique variable, déterminé par : r = cstt (4.14) a − c La constante est fixée une fois pour toute sur un niveau de chargement (P eff = 320N/mm) et est trouvée égale à r/(a-c)=0,26. Une fois cette constante déterminée, on peut recalculer la frontière d’amorçage complète avec ce nouveau critère. Les résultats sont tracés sur la figure 4.6 avec les trois formulations de l’application du critère SWT. La prédiction de la frontière d’amorçage avec l’effet d’échelle en tenant compte 1200 ◽ • Force normale effective Peff[N/mm] 1000 800 600 400 200 ◽ ◽ • • ◽ ◽ ◽ ◽ • • ◽ • ◽ • ◽ • ◽ ◽ ◽ ◽ ◽ • ◽ • • • ◽ ◽ ◽ ◽ • transition de glissement ◽ ◽ • frontière experimentale SWT ponctuel SWT + effet d’echelle SWT + gradient 0 0 100 200 300 400 500 600 Force tangentelle effective Q eff [N/mm] Fig. 4.6: Prédiction de la frontière d’amorçage en fretting avec le critère SWT : comparaison entre les différentes formulations. de la sévérité du gradient de contrainte corrèle cette fois parfaitement les résultats expérimentaux. Cette méthode de calcul étant totalement nouvelle, il faudrait la tester sur d’autres matériaux mais elle montre à l’évidence déjà, de bons résultats. La comparaison avec d’autres matériaux permettrait peut-être de donner une validité physique au paramètre r/(a − c), en la liant avec des carctéristiques du matériau.
150 Modélisation de la fissuration et de l’influence de la microstructure 4.1.4 Prédiction de l’influence de N sur l’amorçage en fretting Le caractère oligocyclique des sollicitations étudiées à été montré auparavant (cf. §3.1.1). Dans ce paragraphe, le critère précédent est testé pour prédire l’influence du nombre de cycles sur la condition d’amorçage (voir fig. 3.10). En gardant la formulation avec r/(a-c) constant, il est très facile de calculer le seuil d’amorçage en fonction de N : il suffit de faire varier N dans la formule (4.1). Sur la figure 4.7 sont comparés les résulats des prédictions par cette méthode et les seuils expérimentaux pour les trois nombres de cycles testés. Un bon accord est observé entre les résultats issus des essais de fretting et les Seuil critique d’amorçage Q ∗ c 250 200 150 100 ◽ • • ◽ • ◽ • zone de non fissuration essai de fretting prédiction par swt (r/(a-c)=cstt) 0 200 400 600 800 1000 1200 Nombre de cycles de fretting N × 1000 ◽ • Fig. 4.7: Prédiction du seuil d’amorçage oligocyclique en fretting (P eff = 320N/mm) par le critère SWT couplé à l’effet d’échelle en tenant compte de la sévérité du gradient de contrainte en bordure de contact. prédictions par le critère SWT avec r/(a-c) constant. Aucun écart n’est visible à 50000 cycles, ce qui est logique puisque c’est à ce point que l’on a fixé la valeur de r/(a-c). Lorsque le nombre de cycles croît, un faible écart apparaît entre les prédictions et le seuil expérimental; en particulier on reproduit bien la saturation à 170 N/mm observée expérimentalement. Pour conclure cette partie, l’utilisation d’un critère de fatigue oligocyclique comme le SWT s’est avérée capable de prédire l’ensemble des conditions d’amorçage des fissures de fretting en glissement partiel. Pour cela, il a été nécessaire d’introduire un effet d’échelle modifié prenant en compte la sévérité du gradient de contrainte dans la zone de glissement.
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