Dimensionnement à la fatigue thermomécanique de structures dans l'industrie automobile

Abstract

Cet article présente une approche globale du dimensionnementà la fatigue thermomécanique des structures dans l'industrie automobile. Cette approche repose sur quatre aspects : la définition du chargement, la modélisation du comportement du matériau, celle de l'endommagement et un critère de ruine de la structure. Cette démarche est appliquée au cas de culasses et de collecteurs d'échappement soumisà des chargements thermiques transitoires. Les hypothèses et choix principaux nécessairesà un calcul intégré dans un schéma de développement industriel sont tout d'abord présentés. Deux points sont plus particulièrement développés : le comportement mécanique et l'endommagement. Deux modèles de comportement viscoplastique ontété choisis et leurs paramètres identifiésà partir d'essais isothermes et validésà l'aide d'essais anisothermes. Un critère de dimensionnement basé sur l'énergie mécanique dissipée dans le matériau est proposé. Associéà un calcul de structure, il permet une estimation de la durée de vie de pièces soumisesà un chargement cyclique multiaxial anisotherme. On a ainsi accès dès la phase de conceptionà des calculs prédictifs de la tenue en service de composants automobiles.

New flow rules in elasto-viscoplastic constitutive models for spheroidal graphite cast-iron

“…Most of the time, their approaches are included in the framework of the thermodynamic of the irreversible processes (Germain et al, 1983;Halphen and Nguyen, 1974;Lemaître and Chaboche, 1994;Chaboche 2003;Voyiadjis and Al-Rub, 2003) and are divided into two kinds. On the one hand, one can find non-unified models (Cailletaud and Sai, 1995;Blaj and Cailletaud, 2000;Charkaluk et al, 2004;Velay et al 2006), which considers a partition between the viscous phenomena and the plastic ones. On the other hand, there are unified constitutive models which take account of a unique viscoplastic strain.…”

Experimental and numerical investigation of thermal fatigue life in wedge specimens made of Ni-resist D5S cast iron

“…The material parameters were determined using isothermal tensile, compression, and relaxation tests conducted at various temperatures from room temperature to 900°C with a variation interval of about 100°C. 26 An example of the material parameters identified at 500°C is given in Table 3. It is assumed that the material parameters vary linearly between the different temperatures tested.…”

TMF criteria for Lost Foam Casting aluminum alloys

“… Smith‐Topper‐Watson denoted as W E σΔε ; 26 Plastic dissipated energy per cycle denoted as W 27–30 ; criterion, 31 with a fatigue parameter combining plastic dissipated energy and a term based on maximal stress σ max ; W Δσ criterion 32 with a fatigue parameter combining plastic dissipated energy and a term based on the stress amplitude Δσ; criterion 33–35 with a fatigue parameter combining plastic dissipated energy and a term based on the maximal hydrostatic stress max σ H ; criterion 36 with a fatigue parameter combining plastic dissipated energy and a term based on an effective stress σ eff which is explained in this section, in Eq. . …”