Résistance en fatigue d'une pièce de vtt - Courbe de Whöler

[SIMEARTH]

Bonjour,

Je suis en train de concevoir des pièces alu pour vtt (projet perso) et j'aimerais avoir des infos et des conseils sur le dimensionnement en fatigue d'une pièce, lors de sa conception.
Quelle méthodologie/raisonnement faut-il suivre pour la dimensionner en fatigue ? Y a-t-il des méthodes simples et fiables ?

Ma démarche de conception:
- Conception de la pièce, choix du matériau (Alu 7075 T6 dans mon cas)
- Définition du cas de charge provoquant la fatigue (Effort F, associé à un nombre de cycles n). Dans le domaine du vélo on sera sur des nombre de cycles entre 10^5 et 10^7.
- A l'aide d'une courbe de Whöler pour un alu 7075 et du nombre de cycle qu'on a définit, on détermine la contrainte de Von Mises maxi à ne pas dépasser dans la pièce .
- Simulation EF et renforcement de la pièce pour que la contrainte en question ne soit jamais atteinte.


J'ai 2 interrogations principales :

1. Comment faut-il interpréter une courbe de Whöler ? Peut-on l'utiliser pour valider la résistance en fatigue d'une pièce ? En fait je sais lire la courbe mais je ne sais pas comment l'utiliser intelligemment pour "valider" la pièce. Chaque courbe de Wholer est donnée pour une probabilité de rupture P% (en générale pour P=0,5), donc pour un couple Contrainte/nombre de cycles donné, c'est facile de dire qu'un pièce ne résistera pas si on se trouve au dessus de la courbe mais c'est difficile de conclure quelque chose si on se trouve sous la courbe . Tout dépend du critère (en terme de probabilité) que le concepteur s'est imposé j'imagine ? Bref c'est très flou, si jamais vous aviez des explications/réflexions à apporter... Si c'est pas clair, j'essayerai de reformuler mes interrogations

2. Une fois que l'interprétation de la courbe de Whöler n'aura plus de secret pour moi : Comment faire pour valider la résistance en fatigue d'une pièce qui est sollicitée par au moins 2 cas de charge ? (un effort F1 répété n1 fois, et un effort F2 répété n2 fois). Peut-on déterminer un seul cas de charge équivalent (effort Feq répété neq fois) ? Y a-t-il un rapport avec la méthode Rainflow ? Comment ça marche ?

Merci d'avance pour vos réponses !!
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[SIMEARTH]

Personne ?

Bon finalement en me relisant je me rends compte que j'ai eu un manque de lucidité lorsque j'ai écris mon message... Le point 1 (interprétation de la courbe de Whöler) n'est pas un problème finalement. La courbe donne, pour une valeur de contrainte donnée, le nombre de cycles au bout duquel la pièce va rompre par fatigue. La probabilité de rupture P=0.5 associée à la courbe fait que la pièce rompra statistiquement 1 fois sur 2 à ce stade (cette notion de probabilité P=0.5 est en fait à considérer comme une sécurité). Il faut admettre que la pièce ne rompra théoriquement jamais AVANT d'avoir dépassée le nombre de cycles en question. C'est ce dernier point qui me posait un problème de compréhension.. Bref, l'utilisation de la courbe est claire pour moi maintenant..

Par contre, savez-vous où l'on peut trouver sur le web des courbes de Whöler lisibles pour différents matériaux (7075 en ce qui me concerne) ? Pour l'instant j'ai mis la mains que sur des graphs illisibles ...


Ma question 2 reste toujours d'actualité :

Comment faire pour valider la résistance en fatigue d'une pièce qui est sollicitée par au moins 2 cas de charge ?

[Jaunin]

Bonjour,
C'est juste pour information.
Cordialement.
Jaunin__


http://www.msm.ch/pas-de-vtt-en-comp...41/index2.html

http://fr.creo.ptc.com/2013/05/13/pt...-down-economy/

http://fr.ptc.com/about/customer-stories/specialized

[SIMEARTH]

Merci Jaunin pour la contribution ! (bon les liens concernent plus des articles marketing sur des logiciels de CAO/MEF utilisés par des sociétés de vélos. Intéressants, mais les problèmes de fatigue ne sont pas abordés. )

Par contre pour info j'ai continué mes recherches, j'ai trouvé un pdf très intéressant et complet sur les courbes de Whöler, il apporte pas mal de réponses à mes questions (si jamais ça intéresse quelqu'un) :

http://materiaux2005.free.fr/ODM/MDM3_1.pdf

[A voir en vidéo sur Futura]

[SIMEARTH]

Je parle un peu tout seul, mais ça pourra peut-être servir à quelqu'un d'autre plus tard.. :

J'ai trouvé un autre document (thèse sur l'étude de la fatigue de structures en alu), intéressant à partir de la page 80 :

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00204550/document

[Jaunin]

C'est quelque chose comme cela que je cherchais.

[SIMEARTH]

Merci! C'est du dimensionnement en statique mais ça m'intéresse quand même.
C'est possible de savoir où vous avez trouvé ça (lien internet...) ?

[Jaunin]

Bonjour,
Voici les liens.
Cordialement.
Jaunin__

https://www.ptcusercommunity.com/people/mcadek

https://www.ptcusercommunity.com/message/301834

[SIMEARTH]

@Jaunin, merci.

Sinon savez-vous s'il y a des personnes qui tâtent un peu en méca/fatigue des matériaux et qui passent de temps en temps sur ce forum ? Je pourrais tenter de les contacter directement en mp.. Merci pour vos réponses à l'occasion!

[Jaunin]

Bonjour,
C'est encore juste pour information.
Cordialement.
Jaunin__


https://www.ptcusercommunity.com/mes...s.email.thread