La fatigue est l'effet sur un matériau après avoir été soumis à plusieurs reprises à des contraintes mécaniques. La résistance d'une substance à ce phénomène est mesurée par différents tests qui induisent cette contrainte dans des conditions contrôlées avec précaution qui peuvent être observées et quantifiées. Cette pratique, qui remonte bien plus d'un siècle, prend généralement l'une des deux formes, à haut cycle ou d'essais à faible cycle, et les résultats peuvent varier en fonction de la nature des matériaux sous charge.
Histoire
La première publication de documenter les effets de la fatigue était en 1837, dans laquelle Wilhelm Albert a souligné la corrélation entre les charges appliquées à un matériau et sa durabilité. Après ses observations, les ingénieurs et les scientifiques se sont concentrés sur des applications telles que l'augmentation de la durée de vie des essieux de chemin de fer, ce qui entraîne les premières théories concernant cyclique et contraintes moyennes. Il a fallu attendre le XXe siècle, cependant, que l'analyse de la fatigue a reçu plus d'attention. Aujourd'hui, la technologie informatique moderne permet des simulations à effectuer pour prédire avec précision les défaillances avant qu'elles ne surviennent.
Low-Cycle d'essai de fatigue
Test de fatigue oligocyclique (LCF) est réalisée en induisant des charges élevées et des déformations dans l'échantillon à des fréquences basses. Cela recrée les conditions de fonctionnement des composants critiques tels que des boulons de retenue ou supports structuraux, ou de l'équipement de production d'énergie qui est souvent soumis à des cycles thermiques et mécaniques. En tant que tel, LCF est plus souvent utilisé pour tester des échantillons métalliques. essais LCF peuvent être utilisés pour étudier la plasticité en vrac de l'échantillon, où les niveaux de stress sont généralement au-dessus de la limite d'élasticité de la matière, ainsi que de comprendre les conditions dans lesquelles le matériau peut échouer.
Haut-cycle d'essai de fatigue
Mesure de la fatigue polycyclique (HCF) consiste à créer des cycles de contraintes vibratoires avec un certain nombre de sources mécaniques. Parfois, ces tests peuvent utiliser jusqu'à des milliers de cycles par seconde. Ce type de test est souvent utilisé dans des matériaux plus élastiques, où les niveaux de contraintes présentes sont inférieures à la limite d'élasticité du matériau. L'examen des effets de la FHC devient particulièrement important dans la conception et la construction de moteurs à turbine à gaz dans les avions, leurs compresseurs, turbines et d'autres composants critiques.
Matériaux
Les résultats des essais de fatigue est largement influencée par le type de matériau soumis à l'examen. Certains métaux tels que l'acier, ont un «seuil de fatigue." Cela signifie aussi longtemps qu'il est jamais testé à une charge supérieure à cette limite, il ne sera jamais briser. D'autres métaux ont pas un tel seuil, et donc leur comportement sous contrainte de chargement est plus difficile à prévoir.
Les polymères, d'autre part, sont très sensibles à la vitesse des cycles de test. Ils se comportent différemment que la température varie.