Les méthodes modernes d'évaluation de la résistance à la fatigue^*

Modem fatigue resistance evaluation methods

Laboratoire central de la Société Nationale Industrielle Aérospatiale

Résumé

Les concepts actuels dans le domaine de la fatigue tendent à séparer de façon toujours plus précise les deux périodes de la durée de vie sous sollicitations périodiques : l'initiation de la propagation.

Cette séparation plus nette conduit d'ailleurs à des philosophies de conception des pièces elles-mêmes très nettement différenciées.

La deuxième grande tendance consiste à prendre en compte des paramètres liés à l'environnement (fatigue-corrosion) et aux spectres de charges.

Ces deux tendances ont amené les laboratoires à mettre au point de nouvelles méthodes de détection des dommages, de suivi des tenues en fatigue ou même des techniques d'essais de fatigue originales en vue d'analyser de plus près soit le phénomène d'initiation, soit celui de la propagation.

Certaines de ces méthodes nouvelles ont été étudiées au Laboratoire Central de l'Aérospatiale ; elles seront présentées accompagnées de quelques résultats caractéristiques (détection acoustique des premiers dommages, écrouissage cyclique, suivi des criques à l'aide d'un suiveur à courants de Foucault, pro-gation sous sollicitations complexes, fatigue-corrosion en milieu liquide, etc.).

Parallèlement au développement de ces méthodes de base, un autre courant se fait jour ; il tend à promouvoir des essais plus simples et par conséquent beaucoup moins onéreux mais qui permettraient — grâce aux corrélations que l'on pourrait établir — de suivre la qualité des produits métallurgiques sous l'angle de leurs propriétés de fissuration sous sollicitations périodiques.

Quelques exemples des travaux réalisés dans ce domaine à l'Aérospatiale seront également présentés (essais de fissuration sur machine type « Fissad », rapport Re/R 0,2 entre la résistance à la rupture d'une éprouvette entaillée et la limite d'élasticité, corrélation avec le coefficient d'écrouissage, etc.).

Abstract

Current concepts in the field of fatigue tend to separate in an always very precise manner the two life periods of periodic stress : initiation of crack propagation.

This more distinct separation leads furthermore to design philosophies for the parts, themselves very distinctly differentiated.

The second main trend consists in accounting for the parameters related to the environment (fatigue - corrosion) and to the load spectra.

These two trends have led the laboratories to develop new methods for detecting damage, for following fatigue resistance or even new fatigue test techniques in view of more closely analysing either the crack initiation phenomenon or that of propagation.

Certain of these new methods have been studied by the Aerospatiale Central Laboratory ; they will be presented together with some characteristic results (acoustic detection of initial damage, cyclic work-hardening, crack follow-on by means of an Eddy current device, crack propagation under complex stresses, fatigue-corrosion in liquid environment, etc.).

Concurrently with the development of these basic methods, another current of thought is brought to light ; it tends to foster more simple and consequently cheaper tests, but allowing - thanks to the correlation that could be established -to follow-up the quality of metallurgical products under the aspect of their crack properties subjected to periodical stress.

Some examples of work undertaken in this field by Aerospatiale will also be presented (crack tests on a « Fissad » type machine, ratio Re/R 0,2, between the resistance to failure of a pre-cracked specimen and the proof stress, correlation with the cold-working coefficient, etc.).