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Calcul cyclique, fatigue des structures et applications industrielles

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Approches robustes basées sur les réponses asymptotiques des structures sous chargements périodiques
La rupture en fatigue de pièces soumises à des chargements cycliques est la préoccupation constante dans l’industrie. Malgré de nombreux progrès, il est fréquent de constater un certain empirisme dans la conception de pièces subissant des sollicitations de fatigue.L’objectif de cette formation est de présenter des méthodes de dimensionnement fondées sur une approche multi-échelle du comportement et de l’endommagement des matériaux, des calculs non-linéaires de structures et des essais mécaniques représentatifs. A titre d'illustration, quelques applications industrielles complètes seront présentées dans le cas des matériaux métalliques, thermoplastiques ou avec des alliages à mémoire de forme.

  • Dates :4, 5, 6 décembre 2019
  • Durée :3 jours
  • Lieu :Ecole polytechnique Executive Education
  • Tarif :2 200 € HT
  • Langue :Français
  • Code : FTGE

Objectifs

  1. Notion de fatigue et mécanismes physiques associés
  2. Elasticité, plasticité et viscoplasticité sous chargements périodiques
  3. Critères de fatigue multiaxiaux en régimes polycyclique et oligocyclique
  4. Démarche expérimentale et approche probabiliste

Programme

Après un rappel des différentes approches qui ont influencé (et qui continuent à influencer) les recherches en fatigue des structures, seront traités plus spécifiquement les problèmes reliés au dimensionnement ; on insistera plus particulièrement sur la nécessité de disposer de méthodes de calcul intrinsèques et générales basées sur des critères de fatigue multiaxiaux récents, intégrés à des codes de calculs par éléments finis et mises en œuvre dans un cadre probabiliste. A titre d'illustration, quelques applications industrielles complètes seront présentées dans le cas des matériaux métalliques, thermoplastiques ou encore des alliages à mémoire de forme.Notions élémentaires de fatigue à partir des cas pratiques

Notions élémentaires de fatigue à partir des cas pratiques

  • Cas d'un système essieu-roue-rail
  • Chargements, multi-axialité, non-proportionnalité, amorçage, propagation
  • Rappels d’élasticité
  • TD sur les chargements périodiques

Plasticité et viscoplasticité cycliques

  • Schéma global de conception, rappels de calculs non-linéaires
  • Seuil de plasticité, surface de charge, loi d’écrouissage et viscoplasticité
  • TD sur la plasticité et viscoplasticité

Fatigue polycyclique

  • Approche multiéchelle, concept d’adaptation
  • Critères de fatigue polycyclique multiaxiaux
  • Étude détaillée des critères de Dang Van, Papadopoulos, Sines et Crossland
  • TD sur adaptation et manipulations de critères

Fatigue oligocyclique et thermomécanique

  • Critères de fatigue oligocyclique
  • Etude de la fatigue thermomécanique
  • Exemples d’application industrielle des critères de fatigue oligoycyclique

Aide expérimentale à la conception

  • Courbes SN, courbes de Manson-Coffin, loi de Paris
  • Aides expérimentales à la conception

Fatigue, méthode contrainte-résistance et conception dans l’industrie

  • Chargements aléatoires
  • Principe de la méthode contrainte-résistance
  • Application de la méthode contrainte-résistance en conception
  • Quelques cas historiques et exemples d'étude

           
Méthode pédagogique :

Rappel des bases théoriques.
Apport de méthodes et d’outils opérationnels.
Application à des exemples et des cas industriels concrets

 

Intervenants

  1. Responsable scientifique
    Andrei
    Directeur de recherches CNRS, LMS, École Polytechnique
  2. Responsable scientifique
    Eric
    Directeur de recherches CNRS, LMS et Professeur Chargé de Cours, Ecole Polytechnique
  1. Intervenant(s)
    Jean-François
    CETIM, Senlis
  2. Intervenant(s)
    Habibou
    Professeur et Directeur de l’UME, ENSTA, et Professeur associé, École Polytechnique

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