Approche multi-échelles pour l’étude de l’anisotropie induitepar le forgeage en fatigue à grand nombre de cycles

Abstract

Les pièces de forge sont universellement reconnues pour leurs bonnes propriétésmécaniques, notamment en fatigue. L’approche proposée ici consiste à intégrer lasimulation du forgeage dans le dimensionnement en fatigue des pièces forgées. Le fibrageet le taux de corroyage sont deux caractéristiques principales du forgeage. À l’aide dulogiciel FORGE^®, le fibrage est calculé tout au long desopérations de mise en forme. Ce fibrage, ainsi que les contraintes résiduelles, sontensuite introduits dans des outils de dimensionnement pour améliorer la prédiction ducalcul de durée de vie en fatigue. Les critères de fatigue actuels, basés sur des modèlesisotropes, ne permettent pas de valoriser le sens long de ce fibrage, et par là les piècesde forge, car c’est en général dans ce sens que ces pièces sont le plus sollicitées. Uneextension anisotrope du modèle de Papadopoulos est proposée sur la base d’une campagneexpérimentale effectuée sur des éprouvettes prélevées à 0°, 45° et90° par rapport à la direction de fibrage. Une modélisation à l’échelle micro(DIGIMICRO) permet également de mieux comprendre le rôle des inclusions sur lessollicitations en fatigue. La mise en place d’une chaîne de simulation virtuelle globale àl’échelle d’un composant industriel, associée à des modélisations microstructurales,permet de mieux comprendre et de quantifier le rôle du fibrage sur les propriétés enfatigue à grand nombre de cycles des pièces forgées.