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

4.2 Modélisation de la propagation de fissures sous chargement de fretting 151
4.2 Modélisation de la propagation de fissures
sous chargement de fretting
L’amorçage des fissures dans un contact de fretting est le plus souvent modélisée
par l’analyse locale des contraintes, couplée à un critère de fatigue multiaxial.
Dans le cas du 2024, les résultats montrés précédemment montrent que le
critère SWT est à même de prédire l’activation des mécanismes oligocycliques
conduisant à l’amorçage d’une fissure en bordure de contact, moyennant la prise
en compte d’un effet d’échelle.
Les essais expérimentaux de fretting wear ont démontré qu’une fois la fissure
amorcée, celle-ci allait se propager jusqu’à une longueur critique dépendante des
paramètres de chargement en surface. L’analyse de telles fissures par tomographie
a montré de plus que pour la majeure partie de la propagation, la microstructure
ne jouait pas un rôle prépondérant dans les mécanismes (contrairement à ce qui
à été observé durant la phase d’amorçage).
Cette partie présente la modélisation qui à été entreprise dans le but de prédire le
comportement en propagation des fissures de fretting et en particulier l’arrêt de
fissuration qui est observé. Dans la gamme de chargement étudiée, la plasticité
est activée uniquement en surface 2 par les contraintes de fretting (elles conduisent
d’ailleurs à l’amorçage des fissures). Ceci combiné à la faible influence de la
microstructure et à l’arrêt des fissures nous a orienté vers une prédiction basée
sur le calcul du facteur d’intensité de contrainte. Pour cela, deux méthodes sont
employées : le calcul par éléments finis et le calcul grâce à une fonction de poids.
Cette partie a largement été réalisée en collaboration avec d’autres personnes,
Cédric Meunier lors de son DEA au laboratoire et Sergio Muñoz, doctorant de
l’ESI de Seville lors de son séjour de 5 mois au laboratoire LTDS.
4.2.1 Calcul du facteur d’intensité de contraintes
Calculs par Éléments Finis
Un modèle éléments finis sous Abaqus © décrivant un contact de fretting a été
développé. Pour des raisons de place, le modèle est décrit en détail en Annexe B;
seuls les points clés pour cette partie sont rappelés ici. Le but étant de modéliser
les essais expérimentaux, le modèle implémente la même géométrie que les essais
(géométrie 2D, L=4.4mm, R=49mm), pour un contact Al2024 vs. Al7075. On
s’intéresse ici à la réponse élastique des matériaux et l’interaction de contact
est prise en compte après une étude paramétrique spécifique visant à décrire au
2 on peut se faire une idée de la profondeur à partir des mesures EBSD infructueuses dans
la zone de glissement, l’indexation des figures de diffraction est perturbée sur une profondeur
d’environ 80 microns, mais cette distance dépend vraisemblablement des conditions de chargement