Approche stochastique de la Fatigue Vibratoire : comparaisonentre les méthodes Peak-Valley et RainFlow Counting

Abstract

Dans les secteurs industriels de l’énergie et du transport, les structures mécaniquessont soumises à de forts niveaux de contraintes dynamiques qui impactent grandement leniveau de durabilité de ces dernières. Dans un contexte de réduction de coût de possessionet d’extension de durée de vie, les industriels sont conduits désormais à bien maîtriserla fiabilité mécanique de leur produit. Pour ce faire et de part la nature stochastiquedes chargements dynamiques, les méthodes utilisées sont celles de la fatigue vibratoire,basées sur des représentations fréquentielles, tant au niveau du schéma modal de lastructure, qu’au niveau de la définition de ses processus d’excitation et de contrainte.De ces considérations techniques, le présent article fait le tour des méthodes de calculutilisées en fatigue vibratoire et compare les méthodes de comptage Peak-Valley (PV) aveccelles du RainFlow Counting (RFC), reconnues comme les moins conservatives et donc lesplus pertinentes, en terme de prédiction de durée de vie. En ce qui concerne les méthodesPeak-Valley, les modèles historiques de Rice [S.O. Rice, Bell Systems TechnicalJournal 23 (1944) 282-332; 24 (1945) 46-156] et deMiles [J.W. Miles, J. Aeronautical Sci. 21 (1954) 753-762],développées en 1944 et 1954, sont pris comme référence et comparés aux modèles RainFlowCounting de ces dernières années. Pour ce faire, l’étude comparative se basera notammentsur les approches empiriques de Wirsching-Light [P.H. Wirsching, M.C. Light, J.Structural Division ASCE 106 (1980) 1593-1607], et semi-empiriquesde Dirlik [T. Dirlik, Application of computer in fatigue analysis, Ph.D. thesis,University of Warwick, 1985], développées respectivement en 1980 et 1985.