Mécanique de la rupture et introduction a la fatigue des matériaux

Mécanique de la rupture et introduction a la fatigue des matériaux

Chapitre III Etat de l’art sur la fissuration des alliages d’aluminium

Propagation des fissures dans les alliages de la série2000

L’effet du rapport de charge a été introduit initialement par Walker [15]. L’étude a montré que l’augmentation du rapport de charge a fait augmenter la vitesse de fissuration. Benachour et al [23], ont étudié l’influence du rapport de charge sur la durée de vie en fatigue de la propagation d’une fissure de fatigue en flexion quatre points de l’alliage d’aluminium 2024 T351. L’augmentation du rapport de charge a fait augmenter la durée de vie et la vitesse de fissuration L’étude de l’effet du rapport de charge et de la fréquence sur la vitesse de fissuration de l’alliage 2618 menés par Singh et al. [21] à température ambiante a montré que la vitesse de fissuration est influence par le rapport de charge (R=0.1, 0.25, 0.5) (figure 21) et non pas par la fréquence variant de 1 à 10 Hz (figure 22). La vitesse de fissuration dans le stade stable de propagation est modélisée par une équation La propagation de la fissure dans les figures (23,24) sont pratiquement identiques a la première étape du courbe par conséquent la propagation de la fissure en fatigue pour R=0.01est beaucoup plus rapide que la propagation de la fissure pour R=0.1 La région de la progression de la fissure accélérée mesurée par (Figures 23,24) et les étapes préliminaires de fatigue et mènent aux valeurs presque identiques pour les coefficients de Paris l’augmentation qu’appréciable des taux de progression de la fissure à des valeurs plus élevées de ǻK peut être les obtenus l’effet de l’augmentation du rapport de charge R.
La fissuration par fatigue de l’alliage 2024 T851 menée par Schijve [23] a montré un décalage des courbes de fissurations vers les hautes vitesses (figure 25) L’investigation menée par Lu et Lui [24] a montré aussi que l’augmentation du rapport de charge, R, a fait augmenté sur les vitesses de fissuration. Deux modèles ont été élaborés à savoir le modèle à deux paramètres (‘K-Kmax) et le modèle équivalent à petite échelle de temps. Dans cette figure (26) les particules et les grains et la direction d’extrusion de l’alliage 2026 et 2024 sont les responsables de l’amélioration de la duré de vie en fatigue. Dans une récente étude sur la propagation des fissures des alliages d’aluminium 2024 T3 (figure 27), Lu et Liu [24] ont montré que l’augmentation du rapport de charge, R, a fait augmenté sur les vitesses de fissuration. Deux modèles ont été élaborés à savoir le modèle à deux paramètres (‘K-Kmax) et le modèle équivalent à petite échelle de temps.

Propagation des fissures dans les alliages de la série 6000

Beaucoup de travaux ont étudié phénomène de la fissure se fermant et s’ouvrant pendant le chargement cyclique. La figure 29 présente l’influence du rapport de charge sur la propagation de la fissure fatigue de l’alliage 6082-T06, pour quatre valeurs de R:-0.25, 0.05, 0.25 et de 0.4 La figure prouve que ǻK augmente l’influence de R sur de propagation de la fissure du da\dN augmente avec R, étant cette tendance d’avantage prononcée entre R=0.05 et R=0.25 que celle entre R=0.025 et R=0.4. L’influence de R est presque absente entre R=0.25 et R=0.4. L’influence du rapport de charge et de l’épaisseur sur la propagation de la fissure en fatigue pour l’alliage d’aluminium 6061-T651 est vue dans (figure 30). Les données ont été obtenues en utilisant l’épaisseur de 3, 6 et 12 millimètres examinés aux rapports de charge R=0.05, R=0.1 et de R=0.5. On a observé un effet fort de R sur la propagation de la fissure en fatigue pour l’épaisseur de 12 millimètres. Les augmentations du da/dN de propagation de la fissure (figure 30) du rapport de charge R, prouve clairement que l’épaisseur n’a aucune influence significative dans le La figure 31 montre que la comparaison entre le comportement de la fissure des alliages 6082- T6 et 6061-T6 sous le même rapport de charge (R=0.05) et également pour la même épaisseur (3mm). Cette figure prouve que la propagation de la fissure pour l’alliage 6061-T651 est sensiblement inférieure à cela obtenu pour l’alliage 6082-T6, malgré les propriétés cycliques semblables, l’alliage 6061-T651 a une résistance sensiblement plus élevée à la fissuration par rapport à l’alliage 6082-T6.
La propagation de la fissure ont été evalues a differentes valeurs de de R(0, 0.1 , 0.2 et0.3) et sont données dans les figures (32) c’est da » dN en fonction de ǻK ,on note que pour la meme valeur de ǻK la propagation de la fissure est plus élevé a (ǻK=50 pour le rapport de charge R(0.3) et pour que ǻK augmente la propagation de la fissure augmente mais plus elevé pour (R=0) donc en deduire que la propagation de la fissure en fatigue est affectée par le rapport de charge R. On a pour la figure (33) que U augmente avec l’augmentation de R et ǻK cette relation est définie et conclue par Bachmann et Munz [28] et Elen [29] Toutefois, ils contredisent les résultats de Shih et Wei [30] dont les résultats montrent diminution de U avec ǻK. En outre les présentes observations concordent avec les observations faites par Elber [18] et Schijve [31] c’est que U augmente avec l’augmentation de R mais ils diffèrent de leur conclusion que U est indépendant de ǻK. Dans cette figure(34), la propagation de la fissure en fatigue est seulement une fonction de l’intensité de contrainte effective (ǻ , les parcelles pour chaque R auraient donné la même ligne droite. Il est donc en que la propagation de la fissure en fatigue est affectée par R.

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I: Mécanique de la rupture et introduction a la fatigue des matériaux
I. 1.Mécanique de la rupture
I. 1 .1La distribution des contraintes a lapointe de la fissure en Mode I
I. 1 .2.Mécaniquelinéaire, et non linéaire de la rupture
I. 1 .3. Zone plastique au niveau de la pointe de la fissure
I. 2. Phénomène de la fatigue
I. 2.1.Propagation d’une fissure sous chargement constant
I. 2.2.Modèles de propagation d’une fissure de fatigue
CHAPITRE II :Etude bibliographie sur les effets de chargement
II.1.Paramètres affectant le comportement en fatigue
II.2.Modèles de propagation d’une fissure
II.2.1.Propagationa amplitude constante
II.3. Les alliages d’aluminiums
II.3.1. Constitution des alliages d’aluminium
II.3.2.Principales familles d’alliages d’aluminiums corroyés
II.3.3.Ténacité
II.3.4. Fissuration
CHAPITRE III. Etat de l’art sur la fissuration des alliages d’aluminiums
III.1. Propagation des fissures dans les alliages de la série 2000
III.2. Propagation des fissures dans les alliages de la série 6000
III.3. Propagation des fissures dans les alliages de la série 7000
CHAPITRE IV: Synthèse
IV.1.L’effet du rapport de charge
a/ Série 2000
b/ Série 6000
c/ Série 7000
IV.2. L’effet du traitement thermique
a/ Série 2000
b/ Série 6000
c/ Série 7000
Comparaison
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE