Impact des procédés de formage sur la durée de vie en fatigue des structures métalliques

L’objectif principal de cette thèse est de développer une méthodologie numérique basée sur un algorithme de saut de cycle afin de prédire la durée de vie en fatigue oligocyclique de composants manufacturés soumis à différents chargements. Deux modèles de comportement, nommés NLED-SS et LEFD-DS, sont formulés dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles par intégration de variables d'état. Ces modèles prennent en compte les phénomènes écrouissages isotrope et cinématique, et introduisent un couplage comportement/endommagement de fatigue selon l’approche de la mécanique de l’endommagement continu (CDM). Le premier modèle NLED-SS intègre la prise en compte du phénomène intrusion/extrusion localisé en surface et est formulé dans le cadre des milieux généralisés micromorphes. Le second modèle LEFD-DS repose sur une surface d’écoulement plastique et une autre surface d’écoulement en endommagement. Les paramètres des modèles NLED-SS et LEFD-DS ont été identifiés respectivement à partir d’essais de caractérisation sur éprouvettes prélevées dans une tôle DP600 et une barre en alliage d’aluminium AA7075. Les capacités prédictives de ces modèles ont été validées sur la base de ces essais expérimentaux. Cette méthodologie numérique établit un lien entre les procédés de formage et la rupture par fatigue, améliorant ainsi la prédiction de la durée de vie des composants manufacturés. Enfin, les effets des champs mécaniques résiduels (contraintes) et géométriques (variation d’épaisseur) sur le comportement en fatigue des composants sont étudiés.