Fatigue Behavior And Damage Modeling Of Train Wheels In Different Cases Of Loading

Abstract: The goal of this study is to highlight the various stress and strain states responsible for degradations of the couple wheel/rail, so the model is applied in three cases of loading, order to compare the results obtained for the three cases and the numerical method applied in this study is that of the finite elements to obtain the form of nodal solution in a very detailed way in the zones which are the seat of stress concentration, deformations and displacements, the results of this study also make it possible to define a strategy of maintenance. The study also shows the fatigue of the wheel, characterized by the lifespan, the safety coefficient and result of damage

Evaluation des incertitudes de mesure sur une machine à mesurer tridimensionnelle : Nouvelle méthode d’estimation des paramètres de surface et incertitudes associées

Cette étude présente un algorithme d’estimation des paramètres des courbes et des surfaces et leurs incertitudes, en tenant compte des incertitudes sur les coordonnées des points palpés sur M.M.T. Le problème d’optimisation traité est non linéaire à variables stochastiques. Une maquette informatique basée sur notre méthode est développée en visual C++, permet à partir d’un nuage de points d ‘estimer les paramètres et leurs incertitudes. La démarche est validée par comparaison

Comportement en fatigue-relaxation de l'alliage 800 (Z 5 NCT A 33-21) à 550° C : influence du vieillissement et prévision à long terme

Greep and low cycle fatigue tests and without hold time have been carried out at 500° C on a bar of alloy 800 grade 2. The influence of a previous ageing during 3000 h at 550 °C has been studied. Metallurgical investigations allowed to analyse the deformation and breaking modes and to characterize the damage for the different types of tests. Modelization of relaxation curves has been performed with two distinct models allowing both extrapolation to very long hold times. Long term life predictions for creep fatigue test with long dwell time and small deformations have been obtained by application of two methods of creep fatigue interaction : mechanical approach with a non-linear cumilations of fatigue and creep damage both of being related to external mechanical variables ; metallurgical approach with a damage concept based on quantitative metallographic measurementsDes essais de fluage, de fatigue oligocyclique continue et de fatigue relaxation ont été effectués à 550° C sur un produit en alliage 800 grade 2. L'influence d'un viellissement préalable de 3000 h à 500 ° C a été étudiée. Des examens métallurgiques ont permis de mettre en évidence les modes de déformation et de rupture et de caractériser l'endommagement pour les différents types d'essais. La modélisation des courbes de relaxation a été effectuée grâce à deux modèles distinct qui permettent chacun des extrapolations vers les longues durées de maintien. Des prévisions à long terme de la durée de vie en fatigue-relaxation sous faibles déformations ont été obtenues par l'application de deux méthodes de prise en compte de l'interaction fatigue-fluage reposant : la première, sur une approche mécanique avec un cumul non linéaire des dommages de fatigue et de fluage, définis à partir de variables mécaniques externe ; la seconde, sur une approche métallurgique des endommagements interne du matériau définis par des mesures quantitatives sur coupe métallographiqu

Comportement en fatigue-relaxation de l'alliage 800 (Z 5 NCT A 33-) a 550 C : influence du vieillissement et prevision a long terme

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Experimental and numerical investigation of the effects of stacking sequence and stress ratio on fatigue damage of glass/epoxy composites

International audienceIn the present paper fatigue behavior of glass/epoxy composite materials under different stress ratios and for various plies orientation angles has been established. Experimental and numerical analysis (Finite Element Method) were performed on various specimens subjected to cyclic tensile tests in order to outline the influences of stress ratios and the stacking sequence ([02/902]s; [902/02]s; [03/90]s; [903/0]s) on glass/epoxy fatigue properties. Static analysis is done experimentally to identify the stress-strain diagrams, strain to failure, Young's modulus and tensile strength for each stacking sequence. Comparison between experimental and numerical prediction show good agreement. The Results of this investigation can lead us to choose the most optimal stacking sequence for giving boundary conditions to achieve the maximum fatigue life

Acoustic emission monitoring of damage progression in Glass/Epoxy composites during static and fatigue tensile tests

International audienceIn this paper, static and fatigue behavior of Glass/Epoxy composite laminates are investigated. During experimental tests the gradual degradation and damage evolution in the composites tested were monitored using the acoustic emission method (AE). The specimens tested were made with different stacking sequences ([02/902]s, [902/02]s, [03/90]s and [903/0]s) according to the vacuum infusion procedure. The analysis and observation of AE signals collected during experimental tests allow the identification of the various damage mechanisms, and detect those which are the most critical, leading to the failure of the tested specimens. The accumulated damage is manifested by matrix cracking, inter-ply debonding, delamination and fiber breakage. The acoustic signals collected during the tests were analyzed by a classification method which consists of the k-means method and principal component analysis (PCA). The results of the acoustic emission signals accumulated during static and fatigue tests are compared in order to assess and evaluate the intensity of these activities for each stacking sequence. The distribution of amplitude and the time dependency of the different damage modes are shown in this study

Etude expérimental et numérique de l'effet de la séquence d'empilement sur l'endommagement en fatigue d'un composite en verre époxy

International audienceDegradation of mechanical properties in laminated composite is a complex mechanism which results from different modes of damage that depends on many parameters. For this purpose, different experimental studies have been carried out to characterize this damage under monotonic stresses. This paper presents an experimental and numerical study of the mechanical behavior of glass / epoxy composites. Four types of laminated composite made up of 8 plies of fiberglass and an epoxy resin with different stacking sequences are studied. This characterization is carried out with different tensile tests under various stress levels. Then, a numerical approach is applied to predict the fatigue lifeof the glass / epoxy composites using the finite element method (FEM). The comparison of the results obtained during the two approaches is presented in this study.Le développement des dégradations dans un composite stratifié est un mécanisme complexe qui résulte de différents modes d’endommagements souvent concomitants et qui dépend de nombreux paramètres. Dans cet objectif différentes études expérimentales ont été réalisés en ce qui concerne les endommagements sous sollicitations monotones ou cycliques, servant de base à des modélisations. Le présent article présentera une étude expérimentale et numérique du comportement mécanique des stratifiés verre/époxy. Quatre composites stratifiés sont étudiés, ils sont tous constitués de 8 plis en fibres de verre et d’une résine époxy avec différentes séquences d’empilement. Cette caractérisation est menée à partir des essais de traction réalisés sous différents niveaux de contraintes. Ensuite, une approche numérique est développée afin de prédire la durée de vie du composite verre/époxy en utilisant des calculs par éléments finis. La confrontation des résultats obtenus avec les deux approches est présentée au cours de cette étude

Evaluation des mécanismes d'endommagement dans les stratifiés verre/époxy par émission acoustique

International audienceThis present work is devoted to the evaluation and identification by acoustic emission of the damage mechanisms in glass/epoxy composite laminates. The tested specimens were subjected to static and cyclic tensile stress in order to follow the propagation of the various modes of damage over time and to detect the most critical ones leading to the total rupture of the tested samples. Damage is manifested by matrix cracking, inter-ply debonding, delamination and fiber breakage. The acoustic signals collected during the experimental tests were analysed by a classification method consisting of the k-means method and principal component analysis (PCA)Le présent travail est consacré à l’évaluation et l’identification par émission acoustique des mécanismes d’endommagement dans les stratifiés verre/époxy. Les éprouvettes ont été sollicitées en traction statique et cyclique afin de suivre les différents modes d’endommagement dans le temps et de détecter ceux les plus critiques conduisant à la rupture totale des échantillons. L’endommagement se manifeste par la fissuration matricielle, la décohésion inter-plis, le délaminage et la rupture des fibres. Les signaux acoustiques collectés au cours des essais ont été analysés par une méthode de classification composée de la méthode de k-moyennes et d’une analyse en composantes principales (ACP)

Etude expérimental et numérique de l'effet de la séquence d'empilement sur l'endommagement en fatigue d'un composite en verre époxy

International audienceDegradation of mechanical properties in laminated composite is a complex mechanism which results from different modes of damage that depends on many parameters. For this purpose, different experimental studies have been carried out to characterize this damage under monotonic stresses. This paper presents an experimental and numerical study of the mechanical behavior of glass / epoxy composites. Four types of laminated composite made up of 8 plies of fiberglass and an epoxy resin with different stacking sequences are studied. This characterization is carried out with different tensile tests under various stress levels. Then, a numerical approach is applied to predict the fatigue lifeof the glass / epoxy composites using the finite element method (FEM). The comparison of the results obtained during the two approaches is presented in this study.Le développement des dégradations dans un composite stratifié est un mécanisme complexe qui résulte de différents modes d’endommagements souvent concomitants et qui dépend de nombreux paramètres. Dans cet objectif différentes études expérimentales ont été réalisés en ce qui concerne les endommagements sous sollicitations monotones ou cycliques, servant de base à des modélisations. Le présent article présentera une étude expérimentale et numérique du comportement mécanique des stratifiés verre/époxy. Quatre composites stratifiés sont étudiés, ils sont tous constitués de 8 plis en fibres de verre et d’une résine époxy avec différentes séquences d’empilement. Cette caractérisation est menée à partir des essais de traction réalisés sous différents niveaux de contraintes. Ensuite, une approche numérique est développée afin de prédire la durée de vie du composite verre/époxy en utilisant des calculs par éléments finis. La confrontation des résultats obtenus avec les deux approches est présentée au cours de cette étude

Comparison of the GUM and Monte Carlo methods on the flatness uncertainty estimation in coordinate measuring machine

In engineering industry, control of manufactured parts is usually done on a coordinate measuring machine (CMM), a sensor mounted at the end of the machine probes a set of points on the surface to be inspected. Data processing is performed subsequently using software, and the result of this measurement process either validates or not the conformity of the part. Measurement uncertainty is a crucial parameter for making the right decisions, and not taking into account this parameter can, therefore, sometimes lead to aberrant decisions. The determination of the uncertainty measurement on CMM is a complex task for the variety of influencing factors. Through this study, we aim to check if the uncertainty propagation model developed according to the guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) approach is valid, we present here a comparison of the GUM and Monte Carlo methods. This comparison is made to estimate a flatness deviation of a surface belonging to an industrial part and the uncertainty associated to the measurement result