Initiation et propagation de fissure
Mots clés : fatigue, structure, fissuration, loi de Paris, CTOD, simulation numérique, calcul 3D, mécanique, contraintes, Von Mises, réparation, Rainflow, diagramme de Haigh, DSP, courbes de Wöhler, courbes SN, Rainflow, propagation.
Enjeux et objectifs
90% des défaillances mécaniques résultent de problèmes de fatigue
L’évaluation en fatigue à partir de combinaisons de charges statiques, de charges vibratoires aléatoires (DSP) ou de charges temporelles permet de prédire les zones sensibles et de mettre en évidence le risque d’initiation de fissures. L’utilisation des courbes S-N à haut nombre de cycles, des courbes ε-N à bas nombre de cycles, des diagrammes de Haigh, des méthodes Rainflow constitue donc une étape essentielle pour tout développement de système mobile ou embarqué.
La simulation numérique permet cette validation tout au long du processus de développement. L’identification de zones à dommages élevés va permettre d’optimiser le produit et d’augmenter la durée de vie de la structure.
Nos équipes disposent d’une expertise de plus de 30 années dans le domaine de la fatigue des structures. Grâce à l’expérience acquise au cours des différents projets qui ont été confiés, nos équipes sont capables d’estimer de manière fiable la tenue en service des produits sous différentes sollicitations pour proposer des solutions d’optimisation.
Nos développements ont abouti à de nouvelles méthodes de calcul beaucoup plus abouti sur le risque d’initiation de fissure et permettant de prédire la propagation de fissures.
Lors de calcul de durée de vie, la simulation permet de connaitre la zone de fissuration. Néanmoins, lorsque la fissure est amorcée, la répartition de contraintes évolue dans la zone d’analyse. Dès lors, deux possibilités existent:
Ξ Les contraintes de chargement dans la zone diminuent. La fissure ne se développe pas.
Ξ Les contraintes de chargement dans la zone sont identiques ou augmentent. Il faut alors comprendre comment la fissure se propage pour établir un plan de maintenance et in fine la réparer.
Les capacités d’essais dont disposent nos équipes permettent de confronter les analyses numériques aux résultats physiques, de concevoir et d’appréhender efficacement une multitude de phénomènes vibratoires complexes.
Prestations CIMES
Ξ Réalisation et caractérisation des essais CTOD (Crack Tip Opening Displacement)
Ξ Modélisation avancée du phénomène de fissuration
Ξ Calculs des niveaux de contraintes pour chaque niveau de fissuration en fonction du nombre de cycles vu par la structure
Ξ Proposition des opérations de maintenance prédictive, de réparation ou de reconception
Ξ Vérification sur site des réparations proposées
Ξ Application de mesures connectées (surveillance, évolution du comportement de fissuration, profil de vie, …)
