Nouveautés du module Fatigue

Pour les utilisateurs du module Fatigue, la version 6.0 de COMSOL Multiphysics® apporte une nouvelle fonctionnalité permettant d'évaluer la fatigue sous vibrations aléatoires, ainsi que de nouveaux types de courbes S-N. Retrouvez ci-dessous les informations détaillées sur ces mises à jour.

Fatigue sous vibrations aléatoires

Dans le cas d'un chargement aléatoire, la sollicitation est définie à l'aide d'une représentation statistique sous la forme d'une densité spectrale de puissance (DSP). Cette approche de modélisation s'applique dans les cas où les chargements agissant sur une structure ne peuvent plus être exprimées de manière déterministe. La DSP de la réponse aux contraintes calculée permet d'extraire des quantités pertinentes pour l'évaluation de la fatigue. La nouvelle fonctionnalité Vibration aléatoire de l'interface Fatigue calcule un facteur d'usage pendant une période de temps donnée et estime la durée de vie totale en fatigue d'une structure lorsqu'elle est soumise à un chargement décrit par une DSP. Ces quantités sont calculées à l'aide de la règle de sommation de Palmgren-Miner. Vous pouvez utiliser différents modèles de comptage de cycles et différents critères d'évaluation de la fatigue. Selon les caractéristiques de la DSP de chargement sous-jacente, vous choisissez entre deux modèles de comptage de cycles : le modèle de Dirlik, pour un chargement à large bande, ou le modèle de Bendat, pour un chargement à bande étroite.

Pour calculer l'endommagement par fatigue, le comptage de cycles s'accompagne d'un modèle d'évaluation de la fatigue:

  • Le modèle de Basquin
  • Une courbe S-N approximative (paramétrée)
  • Une courbe S-N, spécifiée comme une fonction d'interpolation, par exemple

Dans la fonctionnalité Vibration aléatoire, vous pouvez définir n'importe quelle mesure de contrainte linéaire sur laquelle baser les calculs de fatigue, ou vous pouvez sélectionner une mesure multiaxiale intégrée basée sur la Contrainte de von Mises équivalente (CVME). La fonctionnalité Vibration aléatoire fournit plusieurs types de résultats qui émanent de la DSP du chargement. Ceux-ci vous aident à évaluer la structure en ce qui concerne le risque de rupture par fatigue. Dans la figure ci-dessous, le nombre de pics par unité de temps et la valeur efficace de la contrainte sont indiqués.

La géométrie d'un modèle de support de fixation montrant la fatigue en palette de couleur Prisme. La durée de vie en fatigue d'un support de fixation.

Nouveaux types de courbes S-N pour l'endommagement cumulatif

La fonctionnalité d'Endommagement cumulatif a été étendue avec de nouveaux types de courbes S-N. En plus de l'utilisation d'une courbe S-N pour l'amplitude de chargement (avec une correction analytique facultative de la contrainte moyenne), vous avez maintenant la possibilité de fournir directement la dépendance du rapport de charge ou la dépendance de la contrainte moyenne. Ceci est utile dans les situations où vous avez accès à des données expérimentales qui englobent les effets de la contrainte moyenne. Les types de courbes S-N disponibles sont les suivants:

  • Courbe S-N avec dépendance en valeur R
  • Courbe S-N avec dépendance en contrainte moyenne
  • Courbe S-N pour l'amplitude des contraintes

Nouveau tutoriel

La version 6.0 de COMSOL Multiphysics® apporte un nouveau tutoriel au module Fatigue.