Essais de fatigue des assemblages

Que vous soudiez, fixiez ou colliez des matériaux, HBK propose une gamme de modèles permettant d'estimer la durée de vie en fatigue des assemblages complexes. Nous testons, mesurons et dérivons tous les paramètres nécessaires pour obtenir des estimations précises de la durée de vie en fatigue.

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Présentation de l'analyse de la fatigue des assemblages

L'analyse de la fatigue des assemblages doit tenir compte des configurations distinctes utilisées dans les applications techniques, car chaque type présente des répartitions de contraintes et des modes de rupture différents. Les cordons de soudure, par exemple, sont des assemblages soudés continus qui sont généralement soumis à des contraintes de membrane et de flexion. Les colles, les points soudés et les rivets sont plus sensibles aux contraintes de cisaillement et de pelage.

La méthodologie utilisée pour l'analyse de la fatigue combine des essais expérimentaux et une modélisation numérique afin d'acquérir une compréhension approfondie des performances des assemblages. Des essais sur mesure sont d'abord réalisés pour chaque type de joint dans des conditions de charge représentatives. Les cordons de soudure sont testés avec des géométries « rigides » et « flexibles » afin d'évaluer leurs performances sous des contraintes quasi exclusivement membranaires et de flexion. Les colles, les points soudés et les rivets sont testés dans des configurations de cisaillement par recouvrement et de pelage. Les essais sont réalisés sous charge cyclique contrôlée, et leurs performances sont suivies à l'aide de mesures telles que la baisse de rigidité, qui indique l'apparition et la propagation de fissures. Ces expériences permettent d'obtenir des données sur la durée de vie sous charge, qui décrivent la relation entre les charges appliquées et le nombre de cycles jusqu'à la rupture.

Afin de convertir ces résultats en informations pertinentes pour la conception, des techniques de rétro-ingénierie sont appliquées à l'aide de l'analyse par éléments finis (FEA). Cela permet de calculer rétrospectivement les contraintes à partir des données expérimentales de charge-durée de vie et de les utiliser pour établir des relations contrainte-durée de vie (S-N) pour chaque type d'assemblage. En intégrant les résultats expérimentaux à la modélisation informatique, cette approche fournit des prévisions réalistes de la durée de vie en fatigue et garantit une évaluation fiable de la durabilité des assemblages.

Image fournie par NIO Performance Engineering Limited

Principaux avantages des essais sur les joints

Fournit les propriétés clés des joints :
- Courbes de durée de vie sous charge
- Courbes de vie en charge pour utilisation dans nCode DesignLife

Améliorer la durabilité et la fiabilité des produits.

Capacités de test

Type de joints

Cordons de soudure en continu
Soudures par points
Rivets
Colles
Joints hybrides : Nous proposons une analyse complète des assemblages utilisant des colles combinées à des rivets ou des Points soudés afin d'estimer avec précision leur résistance accrue à la fatigue.
Tests sur mesure : Nous proposons des configurations de test personnalisées pour s'adapter aux types de joints non standard.

Obtention de la configuration...

Uni-axial
Flexion à trois ou quatre points
Bespoke

Test conformément aux Standards

Norme ASTM E466-21 relative à la réalisation d'essais de fatigue axiale à amplitude constante et à force contrôlée sur des matériaux métalliques.
BS 3518:1993 Méthodes d'essai de fatigue. Méthodes d'essai de fatigue. Guide des principes généraux
ISO 1099:2017 Matériaux métalliques - Essais de fatigue - Méthode avec contrôle de la force axiale
BS EN ISO 14273:2016 Soudage par résistance — Essais destructifs sur soudures — Dimensions des éprouvettes et procédure d'essai de traction par cisaillement pour soudures par points soudés et soudures par bossages
BS EN ISO 14270:2016 Soudage par résistance — Essais destructifs sur soudures — Dimensions des éprouvettes et procédure d'essai de pelage mécanisé pour points soudés, cordons de soudure et soudures par bossages
BS EN ISO 18592:2019 Soudage par résistance – Essais destructifs des soudures – Méthode d'essai de fatigue des éprouvettes pointes soudées
BS EN ISO 14324:2003 Soudage par points par résistance – Essais destructifs des soudures – Méthode d'essai de fatigue des assemblages soudés par points
Méthode d'essai standard ASTM D1002-10R19 pour la résistance apparente au cisaillement d'échantillons métalliques collés par assemblage à simple recouvrement par charge de traction (métal sur métal)
Méthode d'essai standard ASTM D1876-08R23 pour la résistance au pelage des colles (essai de pelage en T)

Résultats pour CAE

Rassuré grâce à l'analyse des données - Nous effectuons une analyse complète des données issues des résultats des tests.
Résultats pour CAE - Nous fournissons des paramètres prêts à l'emploi dans nCode DesignLife.
Confiance et fiabilité – Les données importées dans nCode DesignLife fournissent des courbes de conception permettant d'optimiser les produits.

Documents techniques

Monsieur Halfpenny et Monsieur Vervoort, (2024) « Analyse dynamique de la fatigue d'un joint soudé soumis à des charges PSD multiaxiales aléatoires séquentielles et simultanées », VAL5 Cinquième conférence internationale sur les performances des matériaux et des composants sous des charges à amplitude variable, DVM Materials Research and Testing e.V., Dresde, Allemagne.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. and Tarasek, A. (2024) « Une approche pragmatique pour l'estimation de la durée de vie en fatigue des assemblages hybrides », Procedia Structural Integrity, 57, pp. 859-871.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. and Tarasek, A. (2024) « Une méthodologie pratique pour l'estimation de la durée de vie en fatigue des assemblages collés », Procedia Structural Integrity, 57, pp. 598-610.
Bagni, C., Halfpenny, A., Hill, M. and Tarasek, A. (2024) « Une approche pratique pour l'estimation de la durée de vie en fatigue des assemblages hybrides par des essais et des simulations numériques », dans : Cawte, E. R., Cockings, H. L., Stekovic, S. et Yates, J. R. (Eds.), Actes de la 9e conférence internationale de l'Engineering Integrity Society sur la durabilité et la Fatigue, 1, pp. 44-57. 19-21 juin 2024, Jesus College, Cambridge, Royaume-Uni.
Bagni, C., Tarasek, A., Halfpenny, A. and Hill, M. (2025) « Prévision de la durée de vie à la fatigue des assemblages collés et hybrides : Une approche efficace combinant simulations numériques et essais physiques, NAFEMS World Congress 2025, Salzbourg, Autriche. [En ligne]. Disponible : https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc25-0006998-paper/
Halfpenny, A., Plaskitt, R., Mantley, J. and Mann, N. (2012) « Analyse de fatigue d'un joint soudé de récipient sous pression à l'aide de la méthode d'intégration des contraintes décrite dans le code ASME Boiler & Pressure Vessel Code VIII », 12e conférence internationale sur l'évaluation de l'intégrité structurelle en ingénierie, EMAS Publishing.

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