La base d'un calcul de facteur de sécurité de fatigue (FSF) est la "durée de vie infinie" perçue du composant. Pour obtenir cette "durée de vie infinie" perçue au-delà d'un nombre N de cycles, créez un diagramme qui affiche les valeurs de contrainte moyenne et de contrainte alternée, afin d'atteindre N cycles (ou une durée de vie infinie). Vous pouvez générer ces diagrammes de façon expérimentale. Toutefois, dans le cas de l'analyse de fatigue, vous pouvez obtenir une approximation de ces diagrammes à partir des propriétés de matériaux monotones, telles que la limite d'élasticité, la résistance à l'élasticité ou la résistance à la fatigue.
L'assistant de fatigue permet de définir deux diagrammes de type FSF différents :
- Diagramme de Goodman
- Diagramme de Haigh (plus générique)
Par défaut, le FSF est calculé à l'aide du diagramme de Goodman standard, comme illustré ici.
Diagramme de Goodman
Diagramme de Haigh générique
Le diagramme de Haigh générique est construit avec six points. Ces points sont calculés à partir des données saisies pour la résistance à la traction du matériau (traction et compression), la limite d'élasticité du matériau (traction et compression) et la limite d'endurance du matériau. Les points clés du diagramme de Haigh sont alors définis comme dans l'illustration précédente.
Calcul du FSF
Le calcul du facteur de sécurité de fatigue (FSF) se base sur le rapport entre un point représentant le cycle de contrainte en question (moyenne ou alternée) et un point d'intersection avec la ligne de "durée de vie infinie".
L'assistant de fatigue calcule deux méthodes standard pour former l'intersection avec la ligne de "durée de vie infinie" : la méthode de rapport de contrainte constante (constR) et la méthode de constante moyenne (constM).
Méthode de rapport de contrainte constante (constR)
Le calcul de la méthode de rapport de contrainte constante se base sur le principe suivant : lors de la mise à l'échelle des contraintes dans le cycle par rapport à la "durée de vie infinie", les contraintes moyennes et alternées sont mises à l'échelle avec le rapport.
Méthode de constante moyenne (constM)
Le calcul de la méthode de moyenne constante pour le FSF se base sur le principe suivant : lors de la mise à l'échelle des contraintes dans le cycle par rapport à la "durée de vie infinie", seules les contraintes alternées sont mises à l'échelle.
Le calcul du FSF donne un facteur de sécurité par rapport à la "durée de vie infinie". Lors du calcul du facteur de sécurité, le programme suppose qu'il n'y a pas d'avarie supplémentaire due aux cycles de l'historique des contraintes (comme c'est le cas pour un calcul de "longévité"). Le FSF est calculé individuellement pour chaque cycle, et le pire facteur de sécurité est signalé. Ce rapport part de l'hypothèse que, si le matériau/composant peut donner une "durée de vie infinie" sous le pire cycle, aucun des cycles suivants de l'historique des contraintes n'a d'effet. Ce principe est valable avec les matériaux ferreux, qui présentent une limite d'endurance distincte. Toutefois, prenez garde si vous appliquez le même principe à un matériau qui ne présente pas cette caractéristique.