1. Introduction
2. Généralités
3. Comportement cyclique
4. Durée de vie en fatigue oligocyclique
5. Durée de vie en fatigue - Endurance
6. Paramètres influençant la durée de vie en fatigue
7. Expression mathématique de la durée de vie - Approche en contrainte
8. Expression mathématique de la durée de vie - Approche en déformation
9. Endurance multiaxiale
10. Propagation des fissures de fatigue
11. Analyse de tolérance aux dommages

Fatigue des structures - Durée de vie en fatigue oligocyclique

Relation de Manson et Coffin

La fatigue oligocyclique correspond par définition au domaine à très courte durée de vie. Elle englobe la « fatigue plastique », cependant il existe par exemple des alliages à haute résistance pour lesquels la fatigue oligocyclique n’implique pas nécessairement de déformation plastique.

Manson et Coffin ont déterminé expérimentalement la loi caractérisant la durée de vie en fatigue plastique :

où

ε_f' = coefficient de ductilité
N_f = nombre de cycle avant rupture
c = paramètre compris entre -0.8 et -0.5

 

Mécanisme de rupture en fatigue plastique

Les trois stades de la durée de vie en fatigue plastique :
1) Accommodation : la structure du matériau s’adapte à la contrainte qui lui est imposée. Suivant le niveau de déformation en fonction de l’énergie des fautes d’empilement on peut observer la formation de Bande Persistante de Glissement (BPG) avec un arrangement en cellule, en écheveaux ou planaire.
2) Amorçage de fissures : C’est généralement la surface qui joue en rôle déterminant en fatigue plastique ; les fissures peuvent s’amorcer sur différents sites tels que intrusions, interface BPG/matrice, joints de grain etc…
3) Propagation d’une fissure principale jusqu’à la rupture : elle constitue la plus grande partie de la durée de vie en fatigue plastique.

Modélisation du comportement cyclique en fatigue plastique (modèle composite)

Une déformation cyclique macroscopique engendre au niveau microscopique la formation de régions à forte densité de dislocation, région « dure », séparant des régions « molles ». Si l’on considère une répartition 50%-50% des deux types de zone, un même module d’élasticité, et un comportement en « parallèle » des zones « dures » et « molles » alors ce modèle simple donne le comportement décrit dans la figure suivante  :

Modèle composite pour la fatigue plastique