Methode de calcul mécanique à la fatigue

[invitefca49873]

Bonjour,

dans un cadre professionnelle, je dois vérifier la tenue d'une porte en inox à la fatigue à des cycles de pression dépression alternés.

Ma méthode à été de déterminer la limite de fatigue de l'acier en flexion alternée :

tau d = Rm x (0.56 - 1.4x10-4 x Rm) = 245 Mpa avec Rm = 500 Mpa pour l'inox

Puis de déterminer la limite de rupture en sollicitations alternés à N cycles par la formule de peterson :
tau a = 136.4 Mpa

J'ai ensuite modélisé ma porte, appliqué une charge et vérifier que ma contrainte équivalente de von-mises ne dépassait pas la limite de rupture.

Visiblement cette méthode n'est pas très conventionnelle, et on me demande d'appliquer l'eurocode 3.

Je suis donc à la recherche de cours me permettant d'obtenir une méthode concrète pour la réalisation de cette note.

merci
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[Jaunin]

Bonjour, Squicky,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
C'est la porte en tant que plaque ou les montants de la porte que vous voulez contrôler.
La flexion alternée, cas 3 selon Bach, pour avoir la valeur de l'Inox à la fatigue, il faudrait une table avec des résultats d'essais en fonction de la courbe de Wöhler.
Cordialement.
Jaunin__

[invitefca49873]

Merci pour votre réponse, et pour votre message de bienvenue (effectivement, je ne me suis pas présenté)

Je dois contrôler la porte en temps que plaques et contrôler les points "chauds" soudure des paumelles, penne, soudure du châssis, chevilles de fixation. (l'ouvrant est vitré et le dormant est composé d'un châssis tubulaire avec 2 impostes vitrés de part et d'autres de l'ouvrant)

Visiblement la limite de fatigue à 245 Mpa est cohérente (j'ai aussi vu ces résultats sur une courbe non normative, je ne peut donc pas l'utiliser http://www.askzn.co.za/tech/tech_grade_316.htm)

Je pense que l'eurocode spécifie beaucoup de chose pour les points "chaud", mais il requiert d'utiliser des catégorie de détail afin de créer les courbes qui sont complètement indépendante de la matière, d'où une première interrogation.

La méthode précédemment utilisé sort d'un cours d'école d'ingénieur et s'apparenterait a priori à la méthode du gradient (a priori methode utilisé par le CETIM), mais google n'as pas été mon ami pour ces recherche.

Je pensais dans ma démarche, obtenir les limite élastique de l'acier à la fatigue, et de vérifier ma note de calcul en statique avec ces valeurs pondéré, mais cette méthode me parait extrêmement simpliste, et j'ai peur d'être complètement à côté de la plaque.

Ce que je cherche avant tout est un exemple de démarche me permettant d'être sur d'être sur la bonne voie.

Pour information :
Les sollicitations définies par le cahier des charges sont les suivantes :
• 260.106 cycles avec une dépression de 60 Pa et d’une durée de 0.4 s
• 30.106 cycles avec une dépression de 260 Pa et d’une durée de 0.8 s
• Effort maximal exceptionnel : 400 Mpa

Total de 290x10.6 cycles (au delà de la limite d'endurance)

merci

[chaverondier]

Bonjour,
dans un cadre professionnel, je dois vérifier la tenue d'une porte en inox à la fatigue à des cycles de pression dépression alternés. Ma méthode à été de déterminer la limite de fatigue de l'acier en flexion alternée : tau d = Rm x (0.56 - 1.4x10-4 x Rm) = 245 Mpa avec Rm = 500 Mpa pour l'inox

Se lancer dans des calculs de fatigue sans rien connaître du sujet et sans s'appuyer sur les conseils de quelqu'un qui les a pratiqués et qui a testé les résultats c'est assez dangereux. En particulier, sauf à s'appuyer sur des méthodes très conservatives issues de règlements de calcul tels que la FEM, l'ASME ou l'Eurocode, on ne peut pas tirer les courbes de Whöler probabilisées au hasard. Il n'y a pas UN inox, il y a des inox et il n'y a pas une courbe de fatigue, mais des tas de courbes de fatigue dépendant du matériau, du rapport sigma max/sigma min etc, etc.

Il faut faire attention de prendre en compte les concentrations de contraintes, l'état de surface des zones sollicitées, la présence ou pas d'un environnement propice à la corrosion, le coefficient d'échelle (ou encore l'influence de l'échelle via les calcul à la fatigue par la méthode du gradient proposée par le CETIM, méthode que vous avez d'ailleurs évoquée, mais je ne sais pas si les tables des matériau associées s'étendent à l'inox que vous avez à considérer)

Une bonne façon de commencer à prendre connaissance du sujet, c'est de lire ce que dit l'ASME sur le traitement de la fatigue, puis de regarder comment ces calculs sont traités dans le règlement FEM (règlement des appareils de manutention, cf cahier 2, cahier 3 et cahier 4) puis comment se mènent les calculs à la fatigue par la méthode du gradient (traitement plus fin des concentrations de contrainte tenant compte du facteur d'échelle se reflétant dans la sous-tangente 1/khi = sigma/(dsigma/dx) associée à une concentration de contrainte).

Il ne vous faut pas espérer pouvoir faire des calculs fiables sur ce sujet sans avoir préalablement passé au moins 2 à 3 jours à analyser ces références. Une précaution quasi nécessaire est de commencer par réaliser des calculs de fatigue sur vos pièces avec (par exemple) la FEM, puis de consulter une personne connaissant les calculs à la fatigue pour vérifier qu'on a tout pris en compte (et ce correctement) et/ou pour aller plus loin si l'approche proposée par les règlements de calcul s'avère trop pénalisante, notamment si vous ne savez pas trop à quels essais de fatigue procéder pour obtenir une approche de la tenue en fatigue des composants de votre porte sûre mais moins pénalisante que celle proposée par les règlements de calcul (si, toutefois, cela s'avère nécessaire ce qui n'est pas certain).

Il vous faut commencer par mener les calculs dans le cadre d'un règlement de calcul (pour voir ce que vous obtenez dans une approche sans risque) puis décider, en fonction de l'application visée, notamment en cas de production en grande série, s'il est réellement utile de vous lancer dans une approche plus fine pour optimiser la conception (ou valider une conception existante un peu trop limite vis à vis des problèmes de fatigue pour permettre une justification simple).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite225ee93f]

Bonjour,

Pour tout conseil sur la fatigue vous pouvez contacter mes collègues
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Francis