Cette thèse traite de l’étude des contraintes induites par le transport de marchandises. Les systèmes d’emballage reposent sur une multitude de fonctionnalités : transporter, protéger, informer,etc… Leur dimensionnement est un paramètre important quant à la protection d’un produit. Lors des transports, les marchandises sont soumises à un important panel de contraintes physiques. Ces contraintes vont engendrer des dégâts et de l’usure. Cette usure peut être étudiée en décomposant les signaux accélérométriques en cycles de contraintes afin d’observer leur l'influence. Ce travail de thèse vise, dans un premier temps à estimer les dommages par fatigue provoqués par un transport particulier sur un système d’emballage donné. Dans ce cas, l'extraction de cycles de contraintes n'est pas appropriée (l'enregistrement continu des longs transports est matériellement difficile). Cette estimation est donc réalisée à partir des densités spectrales de puissance (PSD) et du calcul de leurs moments spectraux, des différentes phases de transport. Dans un second temps, ce travail consiste à réaliser en laboratoire des tests induisant un dommage par fatigue similaire aux transports réels, mais réalisés sur une durée beaucoup plus courte. La méthode de réduction de temps de test repose ici sur les expressions de calcul du dommage afin de déterminer un facteur multiplicateur de PSD réelle afin d’obtenir une PSD de test reproduisant le dommage du transport réel dans un temps plus court. Pour ce faire, ce facteur prend en compte le comportement mécanique de vieillissement des systèmes testés. / This thesis is focused on studies of the goods transport induced stresses. Packaging systems are composed of a multitude of functionalities: to transport, to protect, to inform, etc. Their development is an important parameter referring to the goods protection. During transports, goods endure an important panel of mechanical stress. This stress induces damages par fatigue. This damage by fatigue can be studied in decomposing the acceleration signal into stress cycles. This decomposition permits to observe the influence of each stress cycle. This thesis work, in a first step, consists in estimating the damage by fatigue generated during a particular transportation on a given packaging. In this case, stress cycle extraction is not appropriated (continuous record of long transportation is difficult point of view devices). This estimation is realized from the power spectral densities (PSD) and the calculation of the spectral moments of transport phases. The second aim of this work is to develop a simulation protocol inducing the same damage rate on packaging as the actual transportation, in a shorter time. The test time compression method is here based on the damages estimation expression. The aim consists in determining a PSD multiplicative factor to generate a PSD of test witch induce the same damage as the actual transport in a shorter duration. This test time compression take into account the mechanical behavior of damage accumulation for a particular system.

Die für die Untersuchung des Ermüdungswiderstandes von Elastomerbauteilen verwendeten Formulierungen basieren häufig auf Modellen, die für Anwendungen in der Metalltechnik entwickelt wurden. Die damit verbundenen Eigenschaften wie Isotropie oder Elastizität stehen hingegen im Konflikt mit den Anforderungen, die zu der Wahl eines gefüllten Polymers als Werkstoff geführt haben. Gleichzeitig weisen technische Gummiwerkstoffe ein hochgradig nichtlineares Materialverhalten auf und zeigen vom Polymer und Füllstoffgrad abhängig eine unterschiedlich ausgeprägte belastungsinduzierte Anisotropie. Diese Umstände führen zu dem Bedarf, das Ermüdungsverhalten technischer Gummiwerkstoffe in Abhängigkeit der für Gummi typischen Eigenschaften intensiver zu untersuchen und neue Ansätze für die Auslegung der Lebensdauer von elastomeren Werkstoffen bereitzustellen. Im Rahmen der Arbeit wird eine Auswahl an unterschiedlichen Modellwerkstoffen auf polymerer Basis auf ihre Lebensdauereigenschaften hin analysiert. Den Schwerpunkt bilden hierbei modulierte Belastungsrichtungen, die über eine einfache Scherung mit rotierenden Achsen versuchstechnisch abgebildet werden. Anhand der Versuchsergebnisse werden neue Ansätze zur Vorhersage der Lebensdauer technischer Gummiwerkstoffe formuliert und mit bisherigen Ansätzen verglichen. Neben der Formulierung neuer Berechnungsvorschriften zur Bestimmung des Ermüdungswiderstandes polymerer Werkstoffe werden zudem die einfache Scherung mit rotierenden Achsen sowie das Versuchsprinzip zu deren Umsetzung eingehend untersucht. Dies umfasst auch eine Analyse einer mechanischen Charakterisierung technischer Gummiwerkstoffe anhand einer einfachen Scherung mit rotierenden Achsen.