Approche stochastique de la Fatigue Vibratoire : comparaison entre les methodes Peak-Valley et RainFlow Counting

摘要

Dans les secteurs industriels de l'energie et du transport, les structures mecaniques sont soumises a de forts niveaux de contraintes dynamiques qui impartent grandement le niveau de durabilite de ces dernieres. Dans un contexte de reduction de cout de possession et d'extension de duree de vie, les industriels sont conduits desormais a bien maitriser la fiabilite mecanique de leur produit. Pour ce faire et de part la nature stochastique des chargements dynamiques, les methodes utilisees sont celles de la fatigue vibratoire, basees sur des representations frequentielles, tant au niveau du schema modal de la structure, qu'au niveau de la definition de ses processus d'excitation et de contrainte. De ces considerations techniques, le present article fait le tour des methodes de calcul utilisees en fatigue vibratoire et compare les methodes de comptage Peak-Valley (PV) avec celles du RainFlow Counting (RFC), reconnues comme les moins conservatives et donc les plus pertinentes, en terme de prediction de duree de vie. En ce qui concerne les methodes Peak-Valley, les modeles historiques de Rice [S.O. Rice, Bell Systems Technical Journal 23 (1944) 282-332;;24 (1945) 46-156] et de Miles [J.W. Miles, J. Aeronautical Sci. 21 (1954) 753-762], developpees en 1944 et 1954, sont pris comme reference et compares aux modeles RainFlow Counting de ces dernieres annees. Pour ce faire, l'etude comparative se basera notamment sur les approches empiriques de Wirsching-Light [P.H. Wirsching, M.C. Light, J. Structural Division ASCE 106 (1980) 1593-1607], et semi-empiriques de Dirlik [T. Dirlik, Application of computer in fatigue analysis, Ph.D. thesis, University of Warwick, 1985], developpees respectivement en 1980 et 1985.