Fatigue (matériau) - Définition

Fatigue-Fluage

À haute température, le phénomène de fluage entraîne la déformation de la structure même si le chargement est constant. Sa combinaison avec la fatigue peut amplifier l'endommagement pour les éprouvettes lisses. En revanche, elle peut réduire l'endommagement de fatigue du fait de la relaxation de contrainte moyenne par le fluage dans le cas de structures.

Fatigue-corrosion

Le phénomène de fatigue peut être aggravé par la corrosion : un matériau résistant très bien à la fatigue et très bien à la corrosion dans un milieu donné, peut se rompre de manière catastrophique sous l'effet combiné de la fatigue et de la corrosion.

Voir l'article détaillé Fatigue-corrosion.

Exemples

• Aviation : les avions sont soumis à des contraintes cycliques décollage-montée-descente-atterrissage ; ceci est aggravé par des conditions d'utilisation spécifiques, comme pour les avions bombardiers d'eau ;
• En mer, la fatigue due aux vagues peut entraîner des catastrophes, en particulier sur les installations pétrolières ;
• fracture des os par fatigue chez les sportifs ;
• rupture d'un crochet de levage de charges.
• La loi d'additivité des dommages de Miner est utilisée dans le dimensionnement des chaussées routières pour définir l'agressivité d'un essieu comme le dommage créé par cet essieu. Pour un trafic donné, on tient compte du spectre des différents essieux des poids lourds pour obtenir l’agressivité moyenne prévisionnelle.

Solutions

La prévention de la rupture par fatigue repose sur la maîtrise de différents ingrédients :

• la connaissance du chargement
• la conception de la pièce (design) :
  • choix du matériau
  • optimisation des formes : concentration de contraintes, état de surface
  • maîtrise des températures
  • maîtrise du processus d'élaboration (caractéristiques minimales du matériau)
  • maîtrise des contraintes résiduelles
  • prévision de la durée de vie et des durées entre inspections (tolérance au dommage basée sur la mécanique de la rupture)
• le contrôle de son utilisation : inspections périodiques, validation des hypothèses initiales(températures, chargement)