Dimensionnement à la fatigue thermomécanique de structures dans l'industrie automobile

Cet article présente une approche globale du dimensionnement à la fatigue thermomécanique des structures dans l'industrie automobile. Cette approche repose sur quatre aspects : la définition du chargement, la modélisation du comportement du matériau, celle de l'endommagement et un critère de ruine de la structure. Cette démarche est appliquée au cas de culasses et de collecteurs d'échappement soumis à des chargements thermiques transitoires. Les hypothèses et choix principaux nécessaires à un calcul intégré dans un schéma de développement industriel sont tout d'abord présentés. Deux points sont plus particulièrement développés : le comportement mécanique et l'endommagement. Deux modèles de comportement viscoplastique ont été choisis et leurs paramètres identifiés à partir d'essais isothermes et validés à l'aide d'essais anisothermes. Un critère de dimensionnement basé sur l'énergie mécanique dissipée dans le matériau est proposé. Associé à un calcul de structure, il permet une estimation de la durée de vie de pièces soumises à un chargement cyclique multiaxial anisotherme. On a ainsi accès dès la phase de conception à des calculs prédictifs de la tenue en service de composants automobiles