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Campagnes d’essais de fatigue : combien d’éprouvettes ?

Combien d’éprouvettes faut-il tester pour déterminer la limite d’endurance d’un matériau, vérifier une distribution ou établir une courbe S-N ?

Cette question hante l’esprit de tout ingénieur devant réaliser des campagnes de fatigue avec un budget et des délais qui ne sont pas élastiques….

Dans le document fourni ci-dessous, je propose de résumer ce que nous conseillent (ou nous déconseillent !), les normes et standards dans le domaine des matériaux, structures et assemblages.

On voit qu’il est bien difficile, pour un objectif donné (courbe S-N, limite d’endurance), de dégager une valeur précise !

Durabilite-infos_nb_eprouvettes_1

J’ajoute ci-dessous un commentaire de Henri-Paul Lieurade concernant le nombre d’essais à réaliser :

« Concernant l’article (et le tableau ) sur la définition du nombre d’éprouvettes pour tracer une courbe de Wôhler et au-delà des recommandations fournies (tableau) dans les documents normatifs et les publications, dans un cas d’utilisation précis, le nombre d’essais à réaliser dépend de l’objectif à atteindre, sachant que, du point de vue du coût des essais, il convient d’exécuter le plus petit nombre d’essais possible.
Voici quelques uns des objectifs qui peuvent être visés:
– détermination expérimentale des caractéristiques de fatigue d’un matériau: courbe de Wôhler (à 50% de probabilité de survie) et écart type.
– comparaison de différents nuances, traitements, types de matériaux : choix de quelques niveaux (de 2 à 4) et détermination de la moyenne et de l’écart type, à chaque niveau
– pour une durée de vie donnée, recherche du niveau d’amplitude de contrainte admissible pour obtenir une probabilité de survie donnée avec un intervalle de confiance choisi
– pour une amplitude de contrainte donnée, détermination de la durée de vie admissible, avec une probabilité de survie donnée et un intervalle de confiance choisi.
D’une façon générale, le nombre d’éprouvettes idéal est celui qui permet d’obtenir l’information recherchée (exprimée en probabilité de rupture donnée, avec un intervalle de confiance fixé), en exécutant le nombre d’essais le plus faible.
Pour le tracé correct d’une courbe de Wöhler, un point important concerne aussi la distribution des niveaux d’essais, dans la plage de durées de vie considérées et le nombre d’éprouvettes testées à chacun de ces niveaux
«