50 % des défaillances de produits sont dues à la fatigue mécanique ! Comment la prévoir et l'éviter ?

Article de Rod Mackay mis à jour le 4 avril 2018

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Les données du marché indiquent que plus de 50 % des défaillances de produits sont dues à la fatigue, qui se produit dans de nombreux composants mécaniques différents tels que les turbines et autres équipements rotatifs fonctionnant sous des charges cycliques intenses et répétées. L'analyse de la fatigue par éléments finis s'est avérée être le principal outil permettant de comprendre, de prévoir et d'éviter la fatigue.

Analyse de la fatigue

Analyse de la fatigue

Qu'est-ce que la fatigue ?

Les concepteurs considèrent généralement que le facteur de sécurité le plus important est la résistance globale du composant, de l'assemblage ou du produit. Pour ce faire, les ingénieurs veulent créer une conception qui résistera à la charge ultime probable, à laquelle ils ajouteront un facteur de sécurité, à titre d'assurance.

En fonctionnement, cependant, il est peu probable que la conception subisse des charges statiques. Bien plus fréquemment, elle subira des variations cycliques et de multiples applications de cette variation de charge, ce qui peut entraîner une défaillance au fil du temps.

La définition de la fatigue est la suivante : défaillance sous l'effet d'une charge répétée ou variable, qui n'atteint jamais un niveau suffisant pour provoquer une défaillance dans une seule application.

Les symptômes de la fatigue sont des fissures qui résultent d'une déformation métallique ou plastique dans des zones localisées. Cette déformation résulte généralement de sites de concentration de contraintes à la surface d'un composant, ou d'un défaut préexistant, pratiquement indétectable, sur ou juste sous la surface. Bien qu'il puisse être difficile, voire impossible, de modéliser de tels défauts dans l'analyse par éléments finis, la variabilité des matériaux est une constante, et de petits défauts sont très susceptibles d'exister. L'analyse par éléments finis peut prédire les zones de concentration des contraintes et aider les ingénieurs concepteurs à prévoir la durée de vie probable de leurs produits avant l'apparition de la fatigue.

SOLIDWORKS Simulation peut effectuer une analyse de la fatigue.

Lesprogiciels SOLIDWORKS Simulation incluent l'analyse de la fatigue, en fait la version Standard d'entrée de gamme inclut la fatigue. Vous pouvez effectuer une analyse de la fatigue et prévoir les défaillances des composants pendant la phase de conception grâce au module complémentaire intégré à la CAO. Vous pouvez ensuite ajuster votre conception ou définir un programme de maintenance préventive pour réduire les coûts de garantie et maximiser la durée de vie du produit :

  • Vérifier la durée de vie prévue d'un système ou les dommages accumulés après un nombre déterminé de cycles.
  • Importez des données d'historique de charge à partir de tests physiques réels pour définir des événements de charge.

Jetez un coup d'œil ci-dessous à l'analyse de la fatigue par SOLIDWORKS Simulation en action :

SOLIDWORKS Simulation Standard comprend également des fonctionnalités supplémentaires pour vous aider à déterminer, dès le début du processus de conception, si vos produits fonctionneront et pendant combien de temps, notamment :

  • Analyse statique linéaire pour l'assemblage
  • Simulation de mouvement basée sur le temps
  • L'outil de productivité Trend Tracker (fournit un retour visuel sur l'impact d'un changement de conception sur des critères de performance tels que le niveau de stress maximum)

Les logiciels de simulation/expertise sont trop chers !

Nous savons que vous comprenez la valeur et les avantages du prototypage virtuel, mais que l'investissement nécessaire pour passer au logiciel SOLIDWORKS Simulation est trop important. SOLIDWORKS Simulation Standard est le package d'entrée de gamme de la suite de simulation et est disponible à un prix abordable. Demandez-nous un devis compétitif "

SOLIDWORKS Simulation est trop difficile à utiliser !

Le logiciel SOLIDWORKS Simulation fonctionne directement à l'intérieur de SOLIDWORKS et est étonnamment facile à configurer et à tester avec vos produits. Nous pouvons vous aider à apprendre l'analyse de la fatigue ainsi que d'autres types de tests de produits dans notre cours de formation SOLIDWORKS Simulation Professional. Le cours peut être suivi dans une salle de classe canadienne près de chez vous ou en ligne depuis votre bureau.

Vous voulez en savoir plus sur l'analyse de la fatigue ?

Téléchargez un guide pour savoir comment trouver un équilibre entre l'économie de matériaux et la préservation de la durée de vie de la conception, ainsi qu'un aperçu des outils de simulation SOLIDWORKS mis à votre disposition pour tenir compte de la fatigue.

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Rod Mackay

Rod utilise des logiciels de CAO 3D depuis plus de 25 ans et a formé des milliers de concepteurs à une utilisation plus efficace de leurs systèmes de CAO. Rod est le webmestre de Javelin et est basé à Ottawa, ON, Canada.