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Approche stochastique de la Fatigue Vibratoire : comparaisonentre les méthodes Peak-Valley et RainFlow Counting

Published online by Cambridge University Press:  26 September 2012

B. Colin*
Affiliation:
Nexter Systems, Versailles, France. e-mail: [email protected]
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Abstract

Dans les secteurs industriels de l’énergie et du transport, les structures mécaniquessont soumises à de forts niveaux de contraintes dynamiques qui impactent grandement leniveau de durabilité de ces dernières. Dans un contexte de réduction de coût de possessionet d’extension de durée de vie, les industriels sont conduits désormais à bien maîtriserla fiabilité mécanique de leur produit. Pour ce faire et de part la nature stochastiquedes chargements dynamiques, les méthodes utilisées sont celles de la fatigue vibratoire,basées sur des représentations fréquentielles, tant au niveau du schéma modal de lastructure, qu’au niveau de la définition de ses processus d’excitation et de contrainte.De ces considérations techniques, le présent article fait le tour des méthodes de calculutilisées en fatigue vibratoire et compare les méthodes de comptage Peak-Valley (PV) aveccelles du RainFlow Counting (RFC), reconnues comme les moins conservatives et donc lesplus pertinentes, en terme de prédiction de durée de vie. En ce qui concerne les méthodesPeak-Valley, les modèles historiques de Rice [S.O. Rice, Bell Systems TechnicalJournal 23 (1944) 282-332; 24 (1945) 46-156] et deMiles [J.W. Miles, J. Aeronautical Sci. 21 (1954) 753-762],développées en 1944 et 1954, sont pris comme référence et comparés aux modèles RainFlowCounting de ces dernières années. Pour ce faire, l’étude comparative se basera notammentsur les approches empiriques de Wirsching-Light [P.H. Wirsching, M.C. Light, J.Structural Division ASCE 106 (1980) 1593-1607], et semi-empiriquesde Dirlik [T. Dirlik, Application of computer in fatigue analysis, Ph.D. thesis,University of Warwick, 1985], développées respectivement en 1980 et 1985.

Type
Research Article
Copyright
© EDP Sciences 2012

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References

Rice, S.O., Bell Systems Technical Journal 23 (1944) 282-332; 24 (1945) 46-156
Miles, J.W., J. Aeronautical Sci. 21 (1954) 753-762
Wirsching, P.H., Light, M.C., J. Struct. Division, ASCE 106 (1980) 1593-1607
T. Dirlik, Application of computer in fatigue analysis, Ph.D. thesis, University of Warwick, 1985
ARAVIS®, Le véhicule multi-missions hautement protégé de Nexter, Plaquette commerciale Nexter Systems, Armeo 40186
Bouyssy, V., Naboishikov, S.M., Rackwitz, R., Structural Safety 12(1993) 35-57
N.W.M. Bishop, Spectral methods for estimating the integrity of structural components subjected to random loading, Handbook of Fatigue Crack Propagation in Metallic Structures, Elsevier Science B.V., 1994, pp. 1685-1720
A. Halfpenny, A frequency domain approach for fatigue life estimation from finite element analysis, International Conference on Damage Assessment of Structure (DAMAS 99), Dublin 1999
Lutes, L.D., Corazao, M., Hu, S.T., Zimmerman, J., J. Struct. Eng. ASCE 110 (1984) 2585-2601
Rychlik, I., Prob. Eng. Mechanics 8 (1993) 1-4
SAMCEF User Manual 9-1, Random Vibrations Spectral, Module Fatigue, Samtech, January 2002
MSC/FATIGUE V8 User Manual, MSC Corporation, Los Angeles, CA, 1998
NORMDEF 0101, Guide d’application de la démarche de personnalisation en environnement mécanique, DGA 2009, Édition 01, juillet 2009
B. Colin, Ruine des structures soumises à un processus de contrainte aléatoire stationnaire, contrat de Recherche DRET 92-360, janvier 1995
A. Preumont, Random Vibration and Spectral Analysis, Kluwer Academics Publishers, 1994
Cartwright, D.E., Longuet-Higgins, M.S., Proc. Roy. London Series A 237 (1956) 212-232
W. Gautschi, Error Function and Fresnel Integrals, in Handbook of Mathematical Functions, Edited by M. Abramowitz and I.A. Stegun, NBS-55, 1972
Colin, B., Mécanique et Industries 10 (2009) 131-150
Basquin, O.H., Proceeding A.S.T.M. 10 (1910) 625-630
Miner, M.A., J. Appl. Mecha. 67 (1945) A159-A164
E. Artin, The Gamma Function, New York, NY : Holt, Rinehart and Winston, 1964
M. Berstein, Single mode stress required for equivalent damage to multimode stress in sonic feature, AIAA Dynamics Specialist Conference, San Diego, 1977, pp. 191-197
B. Colin, la probabilisation des SDF : une réponse à la comparaison des sévérités d’environnement déterministe et stochastique, en terme d’endommagement par fatigue, ASTELAB 2007, 25-27, 2007