Etude du comportement en rupture par fatigue des structures réparées par patch sous chargement variable

Abstract

L’effet de la réparation par un patch composite sur le comportement en rupture et la fissuration par fatigue sous chargement variable des structures aéronautique a fait l’objet de la présente investigation. Notre étude est menée sur des éprouvettes de type SENT en alliage d’aluminium de la série 2000 et 7000avec une fissure. Le code FRANC 2DL est utilisé pour évaluer le facteur d’intensité de contrainte (FIC) par éléments finis sous l’effet de réparation par patch d’une plaque en alliage d’aluminium 2024 T351sous l’influence de différents paramètres. Le patch composite a fortement réduit le facteur d’intensité de contrainte. L’accroissement de l'épaisseur du patch réduit le FIC en pointe de fissure de façon proportionnelle. La plaque réparée par patch en Boron/Epoxy offre une meilleure résistance à la fissuration. L’adhésif répare mieux lorsqu’il présente une grande valeur de son module de cisaillement. Pour la prédiction du comportement de fissuration par fatigue, le modèle de NASGRO inclus dans le code AFGROW est appliqué. Le modèle de généralisé est utilisé afin tenir compte de l’effet du retard dû aux surcharges. La durée de vie en fatigue est affectée par la réparation par patch composite. L’application d’une seule surcharge avec un taux variable a diminué la vitesse de fissuration et augmenté la durée de vie du retard. Pour le cas de la plaque réparée, la durée de vie en fatigue est fortement affectée par rapport aux taux de surcharge. Le chargement à amplitude variable présente différentes formes de spectres a affecté sur la durée de vie en fatigue et la vitesse de fissuration. L’application d’un block de surcharge a aussi influe sur la durée de vie où le niveau des vitesses de fissuration à augmenter. L’augmentation du rapport de décollement du patch autour d’une fissure a fait réduire la durée de vie totale. L’alliage 7050 T74 offre une meilleure résistance à la fissuration par fatigue par rapport à l’alliage 2042 T351 avec une présence de retards instantané en début de fissuration.