Problèmes généraux de la fatigue oligocyclique

Méthodes d'essai^*

General aspects in low cycle fatigue

Testing procedures

C.E.A.T.

Résumé

Centre d'Essais Aéronautique de Toulouse

Après avoir situé, sur une courbe d'endurance, le domaine de la fatigue oligocyclique, on analyse, d'un point de vue mécanique, les différents paramètres dont dépend la durée de vie dans ce domaine :

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  Déformation plastique d'ensemble accompagnant chaque cycle et entraînant la nécessité de contrôler les déformations plutôt que les charges. (De nombreux essais sont cependant réalisés à charges imposées.)

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  Fréquence d'essais, devant être suffisamment faible pour ne pas obtenir de résultats trop optimistes (par exemple dans le cas de matériaux moteurs soumis à des cycles représentatifs des successions de montée en régime des turbomachines) et ne pas entraîner un échauffement de l'éprouvette.

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  Relations entre les déformations et la durée de vie (LF Coffin Jr, Raske et Morrow) dans le cas d'essais à déforma¬tions imposées.

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  Influence de certains paramètres relatifs au cycle appliqué (temps de maintien sous charges ou sous déformations).

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  On passe ensuite en revue les différents problèmes posés par la réalisation pratique des essais de fatigue oligocyclique et les solutions adoptées par différents laboratoires français ou étrangers.

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  Choix d'une éprouvette adaptée à ce type d'essais et ex-tensométrie correspondante (longitudinale ou diamétrale).

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  Asservissement dans le cas d'un contrôle de la déformation longitudinale par mesure de la déformation diamétrale.

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  Moyens de chauffage.

En conclusion, on évoque les problèmes relatifs au coût de tels essais, lequel est étroitement lié, d'une part à la fréquence qui augmente notablement la durée, et d'autre part au matériel performant nécessaire à leur exécution.

Abstract

After locating the low cycle fatigue region on a S.N. curve, the different parameters of which depends the fatigue life in this region are analyzed, from a mechanical viewpoint:

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  General plastic strain associated with each cycle and inducing the preferability of controlling strain rather than stress or load. (Many tests are however carried out under load cycling conditions.)

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  Test frequency which must be low enough so as not to obtain too much optimist results (for example in the case of materials subjected to representative of gas turbine engine start-stop sequences cycles) and not to provoke a heating of specimens.

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  Relations between strains and fatigue life (L.F. Coffin Jr, Raske and Morrow) in the case of tests carried out under strain cycling conditions.

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  Effects of some parameters relative to the applied cycle (hold time under loading or straining).

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  Then, we review the different difficulties encountered in low cycle fatigue testing procedures and the solutions found out by different french or foreign laboratories:

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  Choice of a specimen adapted to this type of tests and choice of the corresponding extensometer (axial or diametral).

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  Slaving, in the case of axial strain cycling controlled by diametral strain measuring.

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  Heating systems.

To conclude, we bring out the problems connected with the cost of such testing, this cost being straight connected with the frequency which remarkably increases the duration of tests, and with sophisticated systems required for their realization.