Niveau de stress et facteur de concentration de stress

 

Principe: L'ampleur des contraintes subies par l'acier est un facteur crucial affectant les performances en fatigue. Lorsque le niveau de contrainte dépasse la limite de fatigue du matériau, des fissures de fatigue ont tendance à s'initier et à se propager. Le facteur de concentration des contraintes joue également un rôle important et est lié à la forme géométrique du composant, à la rugosité de la surface et aux défauts internes. Par exemple, dans les composants en acier comportant des encoches ou des trous pointus, le facteur de concentration des contraintes est élevé. Même sous une contrainte nominale relativement faible, la contrainte locale peut dépasser la limite de fatigue, conduisant à une rupture par fatigue.

 

Scénarios et cas d'application: Dans la fabrication mécanique, par exemple, dans le vilebrequin d'un moteur, il se produit généralement un changement soudain de forme au niveau de la connexion entre le tourillon et la manivelle, ce qui entraîne une concentration des contraintes. Si la précision d'usinage des surfaces de ces pièces est insuffisante et qu'il existe des surfaces rugueuses ou des microfissures et autres défauts, pendant le fonctionnement du moteur, les contraintes alternées de flexion et de torsion supportées par le vilebrequin peuvent facilement initier des fissures de fatigue à ces endroits. Pour réduire la concentration de contraintes, des mesures telles que l'utilisation de congés de transition sont adoptées dans la conception, et la surface est finement usinée et renforcée (comme un traitement de grenaillage) pour améliorer les performances en fatigue.

 

 

 

 

 

 

 

Propriété de résistance supplémentaire KR/R E43
Grade	Propriété mécanique			Test de choc Charpy V
	Rendement	Traction	Élongation	Degré	Énergie 1	Énergie 2
	MPa minimum	Mpa	% minimum	-40	42	28
KR/R E43	355	490-620	21

 

Fréquence de chargement et forme d'onde de chargement

 

Principe: La fréquence de chargement peut affecter la durée de vie en fatigue de l'acier. Généralement, une fréquence de chargement plus faible laisse plus de temps aux fissures de fatigue pour se propager car, entre chaque cycle de chargement, le matériau dispose de plus de temps pour s'adapter à la microstructure et accumuler des dommages. La forme d'onde de charge (telle qu'une onde sinusoïdale, une onde triangulaire, une onde carrée, etc.) a également un impact sur les performances en fatigue. Différentes formes d'onde impliquent différents taux de changement de contrainte et temps de maintien de pointe de contrainte. Par exemple, dans le cas d'un chargement par impulsions (chargement par ondes carrées), le temps de maintien plus long du pic de contrainte peut conduire à l'accumulation d'une déformation plastique locale du matériau, accélérant ainsi la rupture par fatigue.

 

Scénarios et cas d'application: Dans les équipements d'essais de fatigue, les chercheurs peuvent contrôler la fréquence de chargement et la forme d'onde pour simuler différentes conditions de travail réelles. Par exemple, lors de la simulation des conditions de fatigue d'une structure de pont sous l'action combinée de la charge du vent et de la charge du véhicule, la fréquence de chargement peut être déterminée en fonction de la fréquence réelle de changement de vitesse du vent et de la fréquence de passage du véhicule. Si la charge de vent est une charge périodique relativement stable (semblable à une onde sinusoïdale) et que la charge du véhicule est une charge impulsionnelle intermittente (semblable à une onde carrée), alors lors de l'essai de fatigue, il est nécessaire de prendre en compte de manière globale l'influence de ces deux formes d'onde et fréquences de charges différentes sur les performances en fatigue de l'acier.

 

 

 

 

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