Comptes Rendus
Modelling of damage induced by contacts between solids
[Modélisation des endommagements induits par les contacts entre solides]
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 1-2, pp. 91-101.

Les endommagements induits par les contacts répétés entre solides (tels ceux dûs au roulement–glissement ou aux contacts avec petits débattements qui peuvent entraîner des phénomènes de fretting fatigue) sont particulièrement difficiles à modéliser. Les déformations plastiques générées par ces types de chargement sont complexes à évaluer, notamment pour estimer les états mécaniques asymptotiques dans les zones où les endommagements sont susceptibles de se produire. D'autre part, l'amorçage des fissures de fatigue se produit sous chargements multiaxiaux variables. Afin de surmonter ces difficultés, trois algorithmes spécifiques de calculs élastoplastiques sont tout d'abord proposés. Une approche multiaxiale de la fatigue basée sur une modélisation multiéchelle et sur le concept d'adaptation est ensuite utilisée pour prédire les fissurations observées sur les rails et sur des disques de turbines.

Prediction of damage induced by contact between solids (rolling–sliding contact or small oscillatory contacts inducing fretting-fatigue) is still a challenge. Complex plastic flows in the contact region lead to difficult calculations in order to derive the stabilized stress and strain states in the regions where damage occurs. For this purpose, three specific computational algorithms are proposed. The fatigue damage prediction methodology, based on a multiscale approach and on the shakedown assumption, is applicable to multiaxial fatigue conditions. This article proposes a short review of the recently developed methods in this area and discusses a series of examples.

Publié le :
DOI : 10.1016/j.crme.2007.10.018
Keywords: Damage, Multi-axial fatigue, Fretting, Moving loads, Shakedown, Finite element analysis
Mot clés : Endommagement, Fatigue multiaxiale, Fretting, Adaptation, Éléments finis
Ky Dang Van 1

1 Laboratoire de mécanique des solides, UMR 7649 CNRS, École polytechnique, 91128 Palaiseau cedex, France
@article{CRMECA_2008__336_1-2_91_0,
     author = {Ky Dang Van},
     title = {Modelling of damage induced by contacts between solids},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {91--101},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {336},
     number = {1-2},
     year = {2008},
     doi = {10.1016/j.crme.2007.10.018},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Ky Dang Van
TI  - Modelling of damage induced by contacts between solids
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2008
SP  - 91
EP  - 101
VL  - 336
IS  - 1-2
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crme.2007.10.018
LA  - en
ID  - CRMECA_2008__336_1-2_91_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Ky Dang Van
%T Modelling of damage induced by contacts between solids
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2008
%P 91-101
%V 336
%N 1-2
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crme.2007.10.018
%G en
%F CRMECA_2008__336_1-2_91_0
Ky Dang Van. Modelling of damage induced by contacts between solids. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 1-2, pp. 91-101. doi : 10.1016/j.crme.2007.10.018. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2007.10.018/

[1] O. Vingsbo; S. Söderberg On fretting maps, Wear, Volume 126 (1988), pp. 131-147

[2] L. Vincent; Y. Berthier; M. Godet Testing methods in fretting fatigue: a critical appraisal, standardization of fretting fatigue test methods and equipment (M. Helmi Attia; R.B. Waterhouse, eds.), ASTM STP 1159, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1992, pp. 33-48

[3] S. Fouvry, P. Kapsa, L. Vincent, A multiaxial fatigue analysis of fretting contact taking into account the size effects, in: Fretting-Fatigue Current Technology and Practices, ASTM STP 367, 2000

[4] J. Mandel, Résistance au roulement d'un cylindre indéformable sur un massif parfaitement plastique, in: Le Frottement & l'Usure, p. 25, Paris; GAMI, [296, 297, 301], 1967

[5] K. Dang Van; H. Maitournam Steady-state flow in classical elastoplasticity: application to repeated rolling and sliding contact, J. Mech. Phys. Solids, Volume 41 (1993) no. 11, pp. 1691-1710

[6] M. Peigney; C. Stolz An optimal control approach of inelastic structures under cyclic loading, J. Mech. Phys. Solids, Volume 51 (2003), pp. 575-605

[7] K. Dang Van; H. Maitournam On some recent trends in modelling of contact fatigue and wear in rail, Wear, Volume 253 (2002), pp. 219-227

[8] N. Maouche; M.H. Maitournam; K. Dang Van On a new method of evaluation of the inelastic state due to moving contacts, Wear, Volume 203–204 (1997), pp. 139-147

[9] Q.S. Nguyen Stabilité et mécanique non linéaire, Hermes, 2000

[10] J. Mandel; B. Halphen; J. Zarka Adaptation d'une structure élastoplastique à écrouissage cinématique, Mech. Res. Comm., Volume 4 (1977), pp. 309-314

[11] K. Dang Van Fatigue analysis by the multiscale approach (K. Dang Van; I.V. Papadopoulos, eds.), High Cycle Metal Fatigue, From Theory to Applications, C.I.S.M. Courses and Lectures, vol. 392, Springer, 1999

[12] C. Petiot; L. Vincent; K. Dang Van; N. Maouche; J. Foulquier; B. Journet An analysis of fretting-fatigue failure combined with numerical calculations to predict crack nucleation, Wear, Volume 181–183 (1995), pp. 101-111

[13] N. Maouche; M.H. Maitournam; K. Dang Van On a new method of evaluation of the inelastic state due to moving contacts, Wear, Volume 203–204 (1997), pp. 139-147

[14] H.V. Arrieta, P. Wackers, K. Dang Van, A. Constantinescu, H.M. Maitournam, Modelling attempts to predict fretting-fatigue life on turbine components, in: RTO-AVT Specialists Meeting on “The Control and Wear in Military Platforms”, Williamsburg, USA, June 2003, published in RTO-MP-AVT-109

Cité par Sources :

Commentaires - Politique


Ces articles pourraient vous intéresser

Critère de fatigue polycyclique pour des matériaux anisotropes : application aux monocristaux

Florian Cano; Andrei Constantinescu; Habibou Maitournam

C. R. Méca (2004)


Experimental and numerical analysis of fretting crack formation based on 3D X-FEM frictional contact fatigue crack model

Emilien Pierres; Marie-Christine Baietto; Anthony Gravouil

C. R. Méca (2011)