Effets d’environnement
L’environnement joue un rôle important sur les matériaux et peut significativement accélérer la vitesse de propagation et mener à la rupture catastrophique d’une structure mécanique.
La température a par exemple un rôle déterminant sur la vitesse de propagation. Par ailleurs, l’humidité ou la présence de brouillard salin favorisent des mécanismes de fatigue-corrosion pour les matériaux métalliques, accélérant la croissance des fissures sous chargement cyclique. La présence d’hydrogène fragilise aussi fortement en diminuant la ténacité Kc, le seuil de propagation ΔKth et accentue la pente da/dN.
Pour les matériaux métalliques, ces effets environnementaux, incluant des phénomènes spécifiques tels que la corrosion sous contrainte (SCC) ou la HEAC (Hydrogen Environment Assisted Cracking), doivent être pris en compte dans les analyses afin de garantir une prédiction réaliste des temps de propagation et la sécurité en service.
Propagation de fissure en statique et fatigue
La mécanique de la rupture élastique linéaire (LEFM) permet d’évaluer la criticité des défauts présents dans les structures en reliant la taille de fissure au niveau de chargement via le facteur d’intensité de contrainte (ΔKI).
MX Engineering utilise cette mécanique de la rupture pour déterminer la taille critique de fissure conduisant à la rupture statique et pour justifier la tenue résiduelle d’une structure endommagée. Couplée aux lois de propagation en fatigue, telles que la loi de Paris (da/dN), elle permet aussi de prédire l’évolution de la taille d’une fissure sous chargements cycliques.
Ces approches sont utilisées analytiquement ou avec le logiciel NASGRO® pour définir des intervalles d’inspection et garantir ainsi la sécurité en service.
Propagation de dommages dans les composites
Dans les matériaux composites, la propagation des défauts suit des mécanismes spécifiques, tels que le délaminage entre plis et la rupture des fibres pour des chargements de fatigue ou impact.
La fatigue repose sur la non-propagation (No-growth) de dommages à peine visibles générés en service ou inhérents au procédé de fabrication. En revanche, la tolérance aux dommages repose la non-propagation de dommages visibles, détectables entre 2 intervalles d’inspection.
La démonstration d’un intervalle d’inspection se fait par essai de fatigue sur pièce réelle, essai sur pièce technologique ou sur éprouvette avec défaut dont la taille est supérieure aux seuils de détection.
