Hlavním cílem této práce bylo vysvětlit únavové chování ocelí ODS Eurofer, 14Cr ODS feritické oceli vyráběné v CEA (Commissariat a l’énergie atomique, Saclay, France) a 14Cr ODS feritické oceli vyráběné v EPFL (École Polytechnique Fédérale de Laussane, Switzerland). Pokud to bylo možné byly získané výsledky porovnány s ocelí Eurofer 97. Tato práce je součástí široké spolupráce, která je zaměřena na vývoj konstrukčních materiálů pro fuzní reaktory. V průběhu práce byly provedeny následující experimenty: • Standardní únavové zkoušky za pokojové teploty, při 650 a při 750 , byly získány křivky cyklického zpevnění/změkčení, cyklické deformační křivky, Coffinovy–Mansonovy a Wöhlerovi křivky. Hysterezní smyčky byly detailně analyzovány. • Pozorování mikrostruktury výchozího stavu pomocí TEM a porovnání s mikrostrukturou po cyklickém zatížení. • Pozorování povrchového reliéfu, který vznik díky lokalizaci cyklické plastické deformace - byla odhalena místa iniciace únavových trhlin a byl analyzován mechanismus jejich vzniku. • Měření kinetiky únavových trhlin. Oxidická disperse značně zpevňuje materiály, redukuje cyklické změkčení a stabilizuje mikrostrukturu v celém rozsahu teplot. Byly nalezeny velké rozdíly v životnosti jednotlivých ocelí. Ty byly vysvětleny pomocí rozdílných mechanismů iniciace trhlin a jejich různou rychlostí.

L’objet de cette thèse est de proposer et d’identifier un modèle de comportement mécanique en fatigue écrit à l’échelle du pli ou de la couche composite élémentaire. Le modèle doit permettre de prédire l’évolution des dégradations mais également la résistance résiduelle. Les matériaux concernés par cette étude sont des composites renforcés par des tissus de fibres de verre bi ou tri axiaux. Ce travail exclue les zones de liaisons ou de reprise de pli où des contraintes hors plan engendrent des couplages forts entre endommagement intra et inter laminaires. Les principaux objectifs de la thèse sont de : - Identifier sur le matériau de l’étude les mécanismes d’endommagement et leur couplage en quasi-statique et en fatigue - Caractériser et modéliser la perte de rigidité engendrée par les mécanismes d’endommagement - Caractériser et modéliser les cinétiques d’endommagement en fatigue - Caractériser et modéliser les pertes de résistance engendrées par les mécanismes d’endommagement - Implémenter et tester le modèle proposé (ou celui retenu de la littérature et qui sera modifié si besoin) dans un code de calcul EF / The purpose of this thesis is to propose and identify a model of mechanical fatigue behavior written for the lamina level. The model would be able to predict damage evolution but also residual strength. Studied materials are bi or tri axial glass fibre reinforced plastics fabrics. This work excluded joints areas where out of plane stresses generate strong coupling between intra and inter laminar damage. The main goals of the thesis are: - Identify on the material of the study damage mechanisms and their coupling in quasi-static and fatigue - Characterize and model residual stiffness caused by damage mechanisms - Characterize and model fatigue damage - Characterize and model residual strength caused by damage mechanisms - Implement and test the proposed model (or the one chosen in the literature and changed if necessary) in a computer FE code

L’objet de cette étude est la tenue en fatigue de la tige coulissante d’une jambe de train d’atterrissage fabriquée par SAFRAN Landing Systems. L’alliage utilisé pour réaliser cette pièce forgée est la nuance de titane haute performance Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti5553). Pour assurer les meilleures caractéristiques en service, ces pièces subissent différents traitements mécaniques dont un grenaillage qui améliore la tenue mécaniques du matériau en proche surface. L’homogénéité du grenaillage dépend de la géométrie de la pièce. La connaissance des contraintes résiduelles résultant de ce traitement est un paramètre important qui influence la durée de vie en fatigue. La microstructure biphasée du matériau rend les estimations de contraintes difficiles sur ce matériau. Un protocole complet d’analyse de contraintes par diffraction des rayons-X a été mis en place et validé par test in-situ. Il a ensuite permis d’obtenir des estimations quantitatives de contraintes résiduelles sur les éprouvettes testées dans ce travail. L’alliage Ti5553 a la particularité de présenter une très haute limite élastique pour une tenacité plus faible. Les pièces actuelles sont dimensionnées par leur résistance à l’amorçage sans défaut de surface. Pour exploiter au mieux les performances de cet alliage, il faut affiner la connaissance du processus d’amorçage en présence de défauts. Plusieurs types d’analyses et essais ont été réalisés (comportement élasto-plastique, étude de l’amorçage et de la propagation de fissure). En particulier, des essais sont effectués sur des éprouvettes présentant des faces et des coins avec des rayures usinées ou des indentations. L’influence de ces défauts sur la durée de vie en fatigue est analysée en fonction de leur type, de leur taille et du grenaillage. / The prediction of the fatigue life of sliders made by SAFRAN Landing Systems is the goal of this work. To manufacture big forged parts, high performance Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti5553) alloy is used.To ensure the in-service life, various mechanical treatments are carried out. Shot-peening at the end of the process is of prime importance in order to improve the mechanical performance. The knowledge of residual stresses resulting from this treatment is necessary to understand fatigue results for all part location. The two-phase microstructure of the alloy makes stress analyses difficult. A complete protocol to analyse stresses by X-ray diffraction has been developed and validated through in-situ test. The Ti5553 alloy exhibits high yield stress coupled with weaker toughness. Lifing of parts made of Ti5553 is currently carried out with no specific account of surface defects. To improve the knowledge of initiation processes in this alloy in the presence of defects, various tests have been carried out (elasto-plastic behavior, crack initiation and propagation studies). Tests are carried out on coupons with faces and edges with calibrated defects (i.e., machined scratches and indents). The influence of such defects on the fatigue lifetime are studied in terms of type, size and shot-peening level.

Cette thèse traite de l’effet des grilles en fibre de verre, utilisées pour renforcer les structures routières, sur la liaison entre deux couches d’enrobés bitumineux, la durée de vie en fatigue et le module de rigidité des ´éprouvettes cylindriques renforcées, ainsi que sur les déflexions mesurées sur une section de route renforcée in situ. Des essais de cisaillement (LEUTNER) ainsi que de module et de fatigue (ITT) ont été conduit sur des éprouvettes renforcées et non renforcées en utilisant différentes grilles, différentes émulsion ainsi que différentes quantités d’émulsion. Pour ces essais, une surface de test a été construite in-situ, de laquelle les ´éprouvettes ont ´été extraites. Une section de route in-situ a ´également été construite, renforcée avec 3 différentes grilles et avec deux sections de références. Les déflexions de la chaussée ont été déterminées avant et après les travaux. Une modélisation de la structure a été faites basée sur les résultats des mesures de déflexion. / This PhD-study evaluates the impact of glass fibre grids, used to reinforced asphalt structures, on the bonding between two asphalt layers, the fatigue life and the stiffness modulus of reinforced cylindrical specimens as well as on the deflections measured on a reinforced in-situ road section. Shear tests (LEUTNER) as well as modulus-tests and fatigue-tests (ITT) were conducted on reinforced and unreinforced specimens, using different grids, different emulsions and different emulsion quantities. For this tests, an outdoor test-surface was constructed, from which the specimens were extracted. A in-situ road test section was also constructed, reinforced with 3 different grids and having two reference sections. The deflections of the road were determined before and after the construction works. A modelisation of the structure, based on the deflection measurements, was made.

The present study is focussed on assessment of cyclic deformation response and fatigue behaviour of bare and precorroded AZ31 magnesium alloys. Corrosion degradation was carried out in a salt spray fog (5% solution of sodium chloride) for 480 and 1000 hrs. Microstructure, mechanical properties, low- and high-cycle fatigue behaviour of experimental material in as-cast condition has been evaluated. Furthermore, the corrosion behaviour of material has been investigated. The fatigue tests have been performed using precorroded specimens to assess influence of corrosion degradation on cyclic deformation response and on low- and high-cycle fatigue behaviour. Influence of local corrosion degradation on initiation of fatigue cracks has been studied.

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The suspension system in vehicles supports the vehicle's road stability and ride quality by scaling down the vibration responses resulting from road surface's roughness. This research focuses on fatigue life analysis of coil spring component. Static linear analysis is conducted on the 3D model of helical coil spring to investigate deformation and stress responses. Modal analysis evaluates the characteristics of vibration, i.e. natural resonance frequencies and corresponding mode shapes. The stress frequency response is generated after performing the harmonic analysis on the spring. Dynamics and performance of spring are analyzed over practical frequency range of 0 Hz to 200 Hz. Fatigue life estimation of vehicle suspension spring is performed using the stress data obtained from frequency response analysis. The stress-life (S-N) approach is utilized for fatigue life assessment of suspension spring. This durability analysis technique can be utilized in the automotive industry to improve reliability of vehicles. The outcome of this research can contribute in analysis and design of modern smart vehicles. / Master of Science / The suspension system in vehicles supports the vehicle's road stability and ride quality by scaling down the vibration responses resulting from road surface's roughness. This research focuses on the fatigue life analysis of suspension spring component. Initial phase of analysis is conducted to investigate the deformation and stress in 3D model of spring. Dynamics and performance of spring are analyzed over applicable frequency range of 0 Hz to 200 Hz. Fatigue life of vehicle suspension spring is evaluated using stress data from frequency response analysis. This durability analysis technique can be utilized in the automotive industry to improve reliability of vehicles. The outcome of this research can contribute in analysis and design of modern smart vehicles.