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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 11/1 - 2001  - pp.97-110  - doi:10.3166/rcma.11.97-110
TITRE
Critère multiaxial de prévision des durées de vie en fatigue de composants élastomères Nr chargés Nc

RÉSUMÉ

De nombreux auteurs modélisent les durées de vie en fatigue dans les élastomères tels que le caoutchouc naturel chargé de noir de carbone (NR-NC) en ne considérant que la phase de propagation d’une fissure préexistante. Les approches sont essentiellement basées sur la notion d’énergie de déchirement. Peu de travaux s’intéressent au problème de l’amorçage : micromécanismes et localisation des endommagements, modélisation du nombre de cycles à l’amorçage sont trop rarement abordés. Ces points sont au centre des préoccupations de l’article. L’objectif est de présenter un critère local uniaxial puis multiaxial, prédictif du nombre de cycles à l’amorçage. Il est basé sur le concept de plan critique et prend en compte les rotations matérielles en grandes déformations. L’implémentation faite en postprocesseur dans le code aux éléments finis du Centre des Matériaux permet de présenter des cartes de durées de vie pour des composants 2D et 3D en très bon accord avec les résultats expérimentaux.

ABSTRACT

Many authors have reported fatigue crack growth modelling on Carbon Black filled Natural Rubber (CB-NR). Most of these studies are dealing with pre-cracked specimens and correlate the crack growth with the tearing energy. The nature of the crack initiation micro-mechanisms and local multiaxial numerical models for predicting fatigue crack initiation are rarely discussed. The aims of this study are precisely to elucidate the crack initiation micro-mechanisms and to propose a fatigue crack initiation criterion under uniaxial and multiaxial loadings. The criterion is based on a critical plane approach and takes into account material facet rotations under large deformations. Using such a post-processing criterion on 2D and 3D components, our Finite Element Code yields fatigue lifetime maps in good agreement with experimental results.

AUTEUR(S)
Roland PIQUES, Nicolas SAINTIER

MOTS-CLÉS
caoutchouc naturel, noir de carbone, fatigue, amorçage, durée de vie, postprocesseur numérique.

KEYWORDS
Natural rubber, carbon black, fatigue, initiation, lifetime, numerical postprocessing.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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