Calcul de structure de Tenue en fatigue

Structure (métallique, polymère) et soudure

Démarche d'analyse et de post traitement

Sous l'action de charges répétées, la rupture d'un matériau peut se produire sous des contraintes inférieures à la résistance élastique Re : c'est la rupture en fatigue.

La résistance en fatigue d’une pièce ou d’une structure est sa réponse aux sollicitations qui lui sont appliquées dans le temps.

Cyclage fatigue

La limite de fatigue correspond à la plus grande amplitude de contrainte pour laquelle il n’est pas observé de rupture après un nombre infini de cycles (107 pour les aciers).

La limite d’endurance est l’amplitude de contrainte pour laquelle il est constaté 50 % de rupture après un nombre fini N de cycles (107 pour les aciers). Elle est noté σD (N).

Les courbes permettant de retrouver ces valeurs en fonction des nuances d'aciers sont appelées courbes de Wöhler.
Cliquer sur le lien : courbes de Wöhler.

MECASTYLE réalise, à partir de ses calculs de structure, des post traitements spécifiques adaptés aux différents types de sollicitations. En effet, les critères isotropes de Von Mises et Tresca ne doivent pas être utilisés pour post-traiter une architecture avec cordons de soudure afin de réaliser l'estimation de sa durée de vie.

Pour juguler un risque de tenue statique : modifier la nature et/ou les caractéristiques matière et/ou l'architecture.
Pour juguler un risque de tenue en fatigue sur structure acier et soudures : il est inutile de choisir une nuance d'acier dont les caractéristiques sont supérieures car le comportement des aciers de construction (de S235 à S700) est identique pour les fortes censures  (107 cycles) ; il faut alors modifier l'inertie de la structure.

Vous découvrirez dans notre site les nombreux exemples d'architectures évaluées en fatigues, du clip de stylo à la structure de sous-marin nucléaire...


Calcul de structure de l’armature de limitation de support moteur soumise à un effort de 6000 N :

armature de limitation de support moteur soumise à un effort de 6000 N

Définition d’un cycle : Sollicitation 1 + Sollicitation 2 (efforts appliqués visibles en rouge)

Objectif de tenue : 500 000 cycles sous +/-6 000 N.

D’après le post-traitement Mécastyle :

  • Tenue de 600 000 cycles de la structure (pleine matière) : respect du CdC
  • Tenue de 170 000 cycles de la soudure la plus chargée : non-respect du CdC

Post traitement armature de limitation de support moteur soumise à un effort de 6000 N

L'atteinte de l'objectif de tenue en fatigue a donc consisté dans l’optimisation de l’architecture.

 

Demande de rappel