Objectifs

• Expliquer et comprendre les mécanismes de la fatigue vibratoire des matériaux : acquérir une connaissance approfondie des processus dynamiques qui conduisent à la fatigue et à la rupture des matériaux sous sollicitations vibratoires aléatoires ou harmoniques.
• Identifier les méthodes d'évaluation de la fatigue vibratoire : apprendre à utiliser les méthodes spectrales en domaine fréquentiel (PSD, moments spectraux…) pour estimer la durée de vie en fatigue sous chargements vibratoires, y compris dans les cas multiaxiaux.
• Apprendre à concevoir des structures résistantes à la fatigue vibratoire : maîtriser les principes de conception dynamique et de choix des matériaux pour optimiser la durabilité des structures soumises à des environnements vibratoires sévères.

Stagiaires

• Ingénieurs en mécanique, ingénieurs en structure, ingénieurs en matériaux
• Techniciens en mécanique, en structure des matériaux
• Chargés de conception mécanique
• Responsables de production industrielle

Pré-requis

Etre titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou de technicien (ou équivalent) dans les domaines : mécanique/structure des matériaux

Moyens pédagogique 

Supports de présentations des exposés, cas pratiques, études de cas, maquettes de démonstration, moyens d’essais pour les formations pratiques 

Evaluation, sanction

Modalité d'évaluation : Questionnaire d’évaluation sous forme de QUIZ

Sanction de la formation : attestation de fin de formation 

Présentation

Cette formation a pour objectif de fournir aux participants les compétences nécessaires pour comprendre et appliquer les principes de la fatigue des matériaux, dans le cadre de la conception et de l'analyse des structures mécaniques, en mettant l'accent sur une approche avancée basée sur les méthodes spectrales et l'analyse fréquentielle des chargements aléatoires.

Des études de cas industrielles viendront illustrer les différentes approches, avec des données expérimentales et numériques réelles.

Programme 

1 - Introduction à la fatigue vibratoire

• Différence entre fatigue classique et fatigue vibratoire
• Enjeux industriels de la fatigue sous excitations aléatoires
• Normes et lignes directrices actuelles

2 - Dynamique des structures et modélisation vibratoire

• Systèmes à un et plusieurs degrés de liberté (SDOF, MDOF)
• Réponse libre, réponse à excitation harmonique et aléatoire
• Excitation à la base et réponses en contrainte

3 - Traitement du signal vibratoire

• Transformée de Fourier, DFT, fonctions de fenêtre
• Densité spectrale de puissance (PSD)
• Largeur de bande, pics de fréquence, crossing levels
• Notions de stationnarité et de non-Gaussianité

4 - Analyse modale expérimentale

• Excitations par impact ou shaker
• FRF (Frequency Response Function) : estimation et validation
• Identification des paramètres modaux (fréquences propres, amortissements)

5 - Fatigue uniaxiale vibratoire – Domaine fréquentiel

• Modélisation spectrale des charges
• Approches de comptage de cycles : Dirlik, Tovo–Benasciutti, Wirsching–Ligh
• Méthodes de cumul de dommage (Miner et variantes)
• Influence du type de chargement (harmonique vs aléatoire)

6 - Fatigue multiaxiale vibratoire

• Méthodes dans le domaine temporel vs fréquentiel
• Critères multiaxiaux : plan critique, EVMS, Carpinteri-Spagnoli
• Traitement des charges multiaxiales aléatoires

7 - Méthodes numériques et logicielles

• Utilisation de logiciels de simulation (nCode, ANSYS, Simcenter 3D)
• Décomposition modale pour l'analyse vibratoire
• Calcul de durée de vie sur base de spectres simulés

8 - Études de cas, expérimentales et applications industrielles

• Essais de fatigue accélérée (harmonique et aléatoire)
• Corrélation essai-simulation
• Comparaison de résultats : durée de vie, propagation de fissures
• Analyse d'endommagement sous excitations non stationnaires
• Discussion sur les dernières recherches et tendances dans le domaine (nouvelles méthodes d'essai de fatigue).