Exemple d`observation de fissuration par fatigue - Ben-AF

ESSAI DE FATIGUE
Introduction
Dans la plupart des applications, les efforts appliqués ne sont
pas simples et constants, mais variables et répétés. Lorsque
les pièces sont soumises à ce genre d’efforts, elles se
rompent au bout d’un certain temps plus ou moins long, sans
que jamais la contrainte ne dépasse la résistance à la rupture
et même parfois à la limite élastique. Ainsi les constructeurs
ont mis au point des méthodes de sollicitations variables
dans le temps. Il en existe plusieurs méthodes selon qu’il
s’agisse de traction-compression, flexion plane, flexion
rotative ou de la torsion.
La rupture d’un matériau sous l’effet des contraintes
répétées ou alternées s’appelle « fatigue » et son aptitude à
résister à la rupture s’appelle « endurance ».

Exemple d’observation de fissuration par fatigue
Figure : Rupture fragile d’un liberty-ship (seconde guerre mondiale) au cours d’un hiver
rigoureux, (b) rupture d’un autopont lors d’un tremblement de terre.

Sollicitations dans un essai de fatigue
1. Sollicitation alterné : les efforts changent de signes alternativement entre deux
valeurs égales en intensité (+F) et (-F) autour d’une position d’équilibre.
2. Sollicitation répétée : les efforts de même sens varient de zéro à une contrainte
valeur (+F) ou (-F) et vis-versa
3. Sollicitation ondulée : les efforts de même sens varient d’une valeur F1 à une
valeur F2 supérieure en intensité.

4
Durée de vie=nombre de cycles de contraintes
Paramètres influençant la durée de vie:
La différence de contraintes : Δσ
La géométrie du détail de construction;
Les caractéristiques du matériau;
Les effets de l’environnement .

Courbes de Wöhler, courbes S-N
Les essais de fatigue conventionnels consistent à soumettre une éprouvette de
traction-compression ou de flexion à des cycles de contraintes. On mesure le
nombre de cycles à rupture N pour chaque type de sollicitation (), puis on trace la
courbe S-N, qui donne la variation de la contrainte en fonction du nombre de
cycles à la rupture.
Nombre de cycles
Figure : Courbe de Wöhler,
donnant la durée de vie d’un
matériau métallique en
fonction de l’amplitude de
contrainte appliquée.