A l'étape 2 de l'assistant de fatigue, entrez les propriétés du matériau à utiliser dans le cadre de l'analyse de fatigue. Le formulaire affiché dépend du type d'analyse de fatigue choisi à l'étape 1.
Par exemple, vous devez indiquer des données de matériau différentes selon que vous définissez une analyse basée sur la déformation ou une analyse basée sur la contrainte. L'assistant de fatigue ajuste le formulaire de l'étape 2 en mettant en surbrillance uniquement les données requises pour le type d'analyse sélectionné.
Toutefois, cette étape requiert certaines entrées communes à tous les types d'analyse.
Unités de contrainte
Le système d'unités est sélectionné automatiquement à partir des fichiers de contrainte Simulation Mechanical. Par conséquent, les unités de contrainte appropriées sont présélectionnées, et toutes les autres unités ne sont pas disponibles pour la sélection (elles sont grisées). Les unités du modèle dans votre analyse Simulation Mechanical doivent être identiques à celles disponibles dans l'assistant de fatigue afin de permettre une analyse de fatigue valide. Par exemple, vous devez éviter d'utiliser les dynes et les microns (µ).
Les unités suivantes sont prises en charge par Simulation Mechanical et l'assistant de fatigue :
| Unités de force | Unités de longueur | Unités de contrainte (dérivées des spécifications des unités de force et de longueur de Simulation Mechanical) |
|---|---|---|
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Graphique des matériaux
Pour procéder à une vérification visuelle des données de matériau saisies dans l'assistant de fatigue, affichez-les sous forme de graphique en cliquant sur le bouton 
.
Bases de données de matériaux
Vous pouvez saisir les données requises directement dans les cases du formulaire prévues à cet effet. Sinon, vous pouvez éventuellement sélectionner un matériau prédéfini dans la base de données des matériaux modifiables. Utilisez les boutons des méthodes de saisie de données pour sélectionner les bases de données de matériaux :
Sélectionnez une option parmi les options suivantes : Charger les données de matériau parent à partir de la base de données, Données de matériau de soudure ou Données S-N définies par l'utilisateur, respectivement.
Pour importer les données, cliquez sur l'icône appropriée. Dans la boîte de dialogue, sélectionnez un matériau dans la liste des options disponibles.
Voici une vue classique de la base de données de matériau parent :
Pour créer ou modifier une base de données de matériaux
- Cliquez sur l'icône Verrouiller.
- Apportez les modifications nécessaires à la table.
- Cliquez sur l'icône Enregistrer.
- Entrez un nouveau nom de fichier pour créer une base de données ou acceptez le nom de fichier existant. Remarque : Enregistrer tous les fichiers de la base de données de matériaux dans le dossier [install folder\Addins\Fatigue Wizard]. Si vous enregistrez les fichiers de base de données de matériaux à d'autres emplacements, l'assistant de fatigue ne peut pas les lire.
- Cliquez sur Enregistrer.
Vous pouvez également sélectionner les données de matériau de soudure (méthode basée sur les contraintes uniquement).
La base de données de matériaux de soudure est illustrée dans l'image suivante :
Les courbes SN de soudure sont principalement issues de la spécification BS 7608 : 1993 (Code de pratique pour la conception et l'évaluation de la fatigue des structures en acier).
S'il est possible de dériver les informations sur les unités de votre modèle d'éléments finis, l'assistant de fatigue les sélectionne automatiquement. Sinon, les valeurs des données de matériau peuvent être automatiquement converties en quatre systèmes d'unités communs en sélectionnant l'option appropriée.
Les données de matériau sélectionnées sont insérées automatiquement dans les zones de texte appropriées. Vous pouvez toujours saisir vos propres données.
Les données de matériaux saisies varient selon la méthode d'analyse choisie à l'étape 1.
Entrée de données S-N définies par l'utilisateur (méthode basée sur la contrainte uniquement) :
Avant de sélectionner cette troisième option d'entrée, vous devez spécifier une résistance à la traction non nulle pour le matériau. Ensuite, cliquez sur l'icône Données S-N définies par l'utilisateur. La boîte de dialogue suivante s'affiche :
Les deux onglets sur le bord supérieur gauche sont utilisés pour accéder aux extensions désactivables de la boîte de dialogue.
Utilisez l'onglet Options pour définir si les échelles X et Y doivent être linéaires ou logarithmiques.
De plus, vous pouvez inclure une grille, marquer tous les points de données ou marquer les points de données de résistance à la traction ou de limite d'endurance. Enfin, vous pouvez indiquer un titre pour la courbe SN dans cet onglet.
Utilisez l'onglet Données d'entrée S-N pour entrer les points de données des cycles par rapport aux contraintes dans un tableau.
Cliquez sur le tableau avec le bouton droit de la souris pour insérer ou supprimer une ligne, ou pour réinitialiser (effacer) le tableau. Vous pouvez également importer le tableau à partir d'un fichier *.csv (valeurs séparées par des virgules) ou l'exporter dans un fichier *.csv. Sous la table, il existe deux champs que vous pouvez utiliser pour définir la limite d'endurance : Contrainte et Cycles. Saisissez une valeur, l'autre est calculée par le programme. Le bouton radio situé à droite de chaque champ indique la quantité à calculer. Si vous spécifiez un nombre de cycles ou une valeur de contrainte qui se situe entre deux lignes du tableau, le programme effectue une interpolation entre les points de données. Le programme n'extrapole pas les valeurs en dehors de la plage de cycles et de contraintes saisis dans le tableau.
Entrée de données SN (durée de vie basée sur la contrainte) supplémentaire
A l'étape 1, si vous choisissez d'effectuer un calcul de la durée de vie basée sur la contrainte, vous devez indiquer deux autres entrées pour les données de matériau SN, en plus du module d'élasticité, de la résistance à la traction et du rapport de Poisson :
- Limite d'endurance des matériaux polis
- Cycles à la limite d'endurance
Pour obtenir plus d'informations sur ces propriétés de matériau, voir "Présentation théorique : Analyse de fatigue basée sur la contrainte".
Cochez la case Cette pièce est en acier pour modifier la manière dont la courbe SN du matériau est définie au-delà de la limite d'endurance. Lorsque cette case est cochée, la courbe SN apparaît sous forme de ligne horizontale au-delà de la limite d'endurance. Cela signifie que, en dessous de la limite d'endurance du matériau, il n'existe pas d'avarie. Par conséquent, la longévité du matériau est infinie.
Adopter une durée de vie infinie en dessous de la limite d'endurance (typique pour les métaux ferreux) : cochez cette case si votre matériau est l'acier ou un métal ferreux similaire. Pour ce type de métaux, la durée de vie est généralement considérée comme infinie au niveau des contraintes en dessous de la limite d'endurance (aucun dommage). Si vous ne cochez pas cette case, la courbe SN s'aligne sur les contraintes en dessous de la limite d'endurance pour donner une pente différente. La pente utilisée en dessous de la limite d'endurance est proportionnelle à (2k-1), k étant la pente de la courbe SN principale. Par conséquent, le dommage en fatigue peut toujours se produire au-delà de la limite d'endurance, mais à un degré moindre.
Saisie de données EN (durée de vie basée sur la déformation) :
A l'étape 1, si vous choisissez d'effectuer un calcul de la durée de vie basée sur la déformation, vous devez indiquer deux autres propriétés de matériau EN, en plus du module d'élasticité et de la résistance à la traction.
Pour saisir les données requises et définir la courbe de durée de vie par déformation, vous avez deux options : la méthode approximative et la méthode avancée.
Méthode approximative :
Les méthodes utilisées pour déterminer les données de longévité par déformation prennent du temps ; cette méthode n'est couramment employée que depuis peu. Par conséquent, il est souvent difficile de trouver les données des matériaux non standard. Pour résoudre ce problème, il existe plusieurs méthodes permettant d'estimer approximativement les données de longévité par déformation à partir des données monotones immédiatement disponibles (module et résistance à la traction).
L'assistant de fatigue utilise l'une de ces méthodes empiriques. Si le matériau utilisé ne figure pas dans la base de données des matériaux, cliquez sur le bouton Approximation du formulaire. Cela force l'assistant de fatigue à calculer les données approximatives pour la courbe de longévité par déformation. Dans certains cas, cette méthode empirique génère des erreurs dans les résultats finaux de fatigue. Dans toute analyse de fatigue, l'exactitude des données de matériau est essentielle.
L'option Adopter une durée de vie infinie en dessous de la limite d'endurance (typique pour les métaux ferreux) : est importante si vous utilisez la méthode approximative. La méthode empirique utilise des données différentes pour les aciers et les matériaux non ferreux. De la même manière que la courbe SN adopte un autre comportement à des cycles élevés, la courbe EN montre des tendances différentes pour les matériaux ferreux et non ferreux. Par conséquent, activez ou désactivez cette case à cocher selon vos besoins.
Reportez-vous à la page Données de durée de vie par déformation avancées et approximatives pour obtenir plus d'informations.
Méthode avancée :
Si vous avez accès aux données de durée de vie par déformation avancées d'un matériau qui n'est pas inclus dans la base de données, vous pouvez entrer les données directement à l'étape 2 de l'assistant de fatigue. Dans ce cas, sélectionnez le bouton radio Avancé. Un formulaire distinct s'affiche : vous devez y indiquer les six paramètres requis pour décrire la courbe de contrainte/déformation cyclique et la courbe de durée de vie par contrainte.
Passez à la page Données avancées et approximatives de durée de vie par déformation pour obtenir plus d'informations.
Une description plus complète des paramètres avancés (tels que les coefficients de durcissement cyclique et de ductilité de fatigue) est disponible à la page Présentation théorique : Analyse de fatigue basée sur la déformation.
Entrée des données du facteur de sécurité de fatigue
Si vous avez choisi de calculer le facteur de sécurité de fatigue à l'étape 1, les données de matériau saisies pour ce calcul doivent être les mêmes que celles utilisées pour la méthode de calcul de durée de vie SN (module élastique, résistance à la traction, rapport de Poisson, limite d'endurance et nombre de cycles avant défaillance), avec tous les autres éléments nécessaires pour décrire la courbe de durée de vie infinie.
Il existe deux méthodes pour calculer le facteur de sécurité de fatigue. Vous pouvez sélectionner un diagramme de Goodman de base ou une méthode plus avancée dans laquelle vous définissez un diagramme de Haigh (avec une plus grande flexibilité).
Option Diagramme de Goodman
Si vous sélectionnez l'option Diagramme de Goodman, l'assistant de fatigue définit un diagramme de Goodman classique pour le calcul du facteur de sécurité de fatigue (FSF). Voici un exemple de diagramme de Goodman.
Le diagramme de Goodman utilise la même valeur de résistance pour la traction et la compression. Ce facteur constitue une limite stricte pour les matériaux tels que la fonte, qui est beaucoup plus performante en compression qu'en tension.
Option Diagramme de Haigh
Si vous avez besoin de davantage de contrôle sur la forme de la courbe de durée de vie infinie, sélectionnez l'option Diagramme de Haigh. Bien que cette méthode ne permette pas de contrôler totalement la forme du diagramme, elle est plus flexible que la méthode de Goodman. Cette flexibilité est importante pour les matériaux tels que la fonte, qui présentent des propriétés monotones différentes en matière de tension et de compression. A l'aide de la méthode du diagramme de Haigh, vous pouvez définir différentes valeurs de limite d'élasticité et de résistance à l'élasticité pour la tension et la compression.
Lorsque vous sélectionnez le bouton radio correspondant au diagramme de Haigh, un formulaire distinct, dans lequel vous pouvez saisir les données supplémentaires, s'ouvre. Dans ce formulaire supplémentaire, les cases Résistance à la traction et Limite d'endurance de fatigue sont automatiquement remplies avec les données saisies au formulaire principal de l'étape 2. Par conséquent, il est recommandé de saisir toutes les données requises dans la boîte de dialogue principale de l'étape 2 avant de passer au formulaire de saisie des données du diagramme de Haigh.
Les données de compression, c'est -à-dire Résistance maximale à la compression et Longueur d'écrasement, sont saisies en tant qu'amplitudes sans tenir compte du signe. L'assistant de fatigue attribue automatiquement un signe négatif à ces valeurs de compression.
Si vous sélectionnez l'option Diagramme de Haigh dans le formulaire principal, vous devez entrer les propriétés supplémentaires avant de passer aux étapes suivantes de l'analyse de fatigue.
Voici un exemple de diagramme de Haigh.
Pour obtenir plus d'informations sur la création de diagrammes de Haigh, ainsi qu'une présentation théorique du calcul du facteur de sécurité de fatigue, voir "Présentation théorique : Facteur de sécurité de fatigue".