25 Mai – Soutenance Thèse Mohand OUARABi (doctorant LEME/I2M)

10 h Institut universitaire de technologie à Ville-d'Avray

Sujet : Influence de la fréquence de chargement sur la résistance à l'amorçage et la croissance de fissures de fatigue dans des aciers utilisés pour des applications mécaniques exigeantes

Résumé

Les essais de fatigue peuvent être effectués dans une large gamme de fréquences, mais les fréquences les plus élevées sont généralement préférables afin de réduire le temps de test et d'obtenir des résultats dans une période raisonnable. Cependant la question de l’effet de la fréquence reste ouverte. Cette étude traite de l'effet de la fréquence de chargement sur la résistance à l'amorçage et à la propagation des fissures de fatigue sur 3 matériaux (HRCP800, CP1000 et DP1180) utilisés dans le domaine automobile. Deux rapports de charge (R=-1 et 0.1) et cinq fréquences de chargement (25 Hz, 30 Hz, 150 Hz, 1000 Hz et 20 kHz) ont été étudiés. Tout d'abord, nous avons réalisé des calculs par élément finis en dynamique pour dimensionner les éprouvettes et calculer l'étendue du facteur d'intensité de contrainte durant la propagation de la fissure de fatigue. Ensuite, nous avons réalisé des essais d'amorçage et de propagation. Indépendamment de la fréquence de chargement, l'amorçage de la fissure de fatigue est toujours surfacique à cause des concentrations de contraintes dues aux défauts de laminage et à la rugosité de la surface. L'observation des faciès de rupture sur éprouvettes testées à 30 Hz et 20 kHz montre que le mode de propagation est transgranulaire avec quelques localisations de rupture intergranulaire ou par clivage sur la nuance DP1180. Les stries de propagations sont présentes sur les faciès d'éprouvettes HRCP800 et absentes sur les faciès des deux autres nuances. La nuance DP1180 présente une meilleure résistance à l'amorçage et à la propagation de la fissure de fatigue. Concernant l'effet de la fréquence de chargement, globalement l'amorçage de la fissure de fatigue est dépendant de la fréquence de chargement, cependant, la propagation est indépendante de la fréquence.

Mots clés : ultrasonique, aciers, propagation de la fissure, amorçage, gigacyclique.

Membres du jury

M. Thilo MORGENEYER    Maître de recherche HDR     MinesParisTech     RapporteurM. Jean-Yves BUFFIERE     Professeur               INSA Lyon, Mateis                    RapporteurM. Bastien WEBER               Docteur                    ArcelorMittal                           ExaminateurMme. Catherine MABRU      Professeur               ICA-ISAE Toulouse                    ExaminatriceMme. Daniele WAGNER      Professeur               Université Paris Nanterre       ExaminatriceM. Jens BERGSTROM          Professeur              Université de Karlstadt           ExaminateurM. Olivier POLIT                  Professeur                 Université Paris Nanterre       Directeur de thèseM. Thierry PALIN-LUC       Professeur                  Arts et MétiersParisTech        Co-Directeur de thèse

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