Calculateur de fatigue de Soderberg

Le calculateur du critère de fatigue de Soderberg évalue un état de contrainte fluctuante à partir de la contrainte alternée, de la contrainte moyenne, de la limite d’endurance corrigée et de la limite d’élasticité du matériau. Il applique leur relation linéaire conservatrice et fournit chaque contribution normalisée, l’utilisation, la marge, le coefficient de sécurité ainsi qu’un verdict clair. Employez la même unité de contrainte partout ; MPa, Pa, ksi et psi conviennent s’ils ne sont pas mélangés.

Ce que mesure la droite de Soderberg

Une charge cyclique peut endommager une pièce même lorsque sa contrainte maximale reste inférieure à la limite d’élasticité statique. Le diagramme de Soderberg décompose l’historique fluctuant en contrainte alternée, qui représente l’amplitude du cycle, et contrainte moyenne, qui représente son décalage en traction. Le critère normalise la contrainte alternée par la limite d’endurance corrigée et la contrainte moyenne par la limite d’élasticité en traction, puis additionne ces contributions.

Une valeur inférieure à 1 se situe dans la zone sûre conservatrice ; 1 correspond exactement à la frontière ; une valeur supérieure franchit la droite. Le calculateur affiche séparément les deux rapports afin que vous puissiez déterminer si l’amplitude cyclique ou la charge moyenne en traction consomme la plus grande part de la capacité. Il fournit aussi l’utilisation et la marge disponible, ce qui rend le résultat plus facile à contrôler qu’un simple verdict.

Le modèle vise une contrainte moyenne de traction non négative et ne réinterprète pas silencieusement une moyenne en compression.

Saisir les données et lire le résultat

Saisissez la contrainte alternée comme une amplitude non négative, et non comme l’étendue crête à crête complète. Lorsqu’un cycle varie entre un minimum et un maximum, la contrainte alternée vaut la moitié de leur différence et la contrainte moyenne correspond à leur milieu. Dès que l’état de surface, la taille, la température, la fiabilité, la concentration de contrainte ou le mode de chargement intervient, utilisez une limite d’endurance corrigée pour la pièce plutôt que la valeur brute d’une éprouvette de laboratoire.

La limite d’élasticité doit être celle en traction pour l’état du matériau étudié. Les quatre valeurs doivent partager une unité cohérente, même si celle-ci s’annule dans les rapports. L’utilisation de Soderberg est la somme des contributions alternée et moyenne.

Une utilisation de 0.80 consomme quatre-vingts pour cent de la capacité, laisse une marge de 0.20 et donne un coefficient de sécurité de 1.25 si les deux contraintes appliquées évoluent proportionnellement. Un coefficient inférieur à 1 correspond à un résultat non sûr. Deux contraintes nulles donnent un coefficient illimité, car une utilisation nulle ne permet aucun quotient fini.

Domaine, hypothèses et emploi en ingénierie

La méthode de Soderberg est volontairement conservatrice, car elle relie l’intersection correspondant à la limite d’endurance à celle de la limite d’élasticité. Elle convient donc aux évaluations préliminaires, à l’enseignement, aux contrôles privilégiant la prévention de l’écoulement plastique et à l’examen automatisé de nombreux cas de charge. Elle ne constitue pas une analyse complète de durée de vie en fatigue.

Le calcul suppose que les contraintes alternée et moyenne fournies décrivent déjà l’état local critique et que la limite d’endurance a été corrigée pour la pièce réelle. Il ne calcule ni concentration de contrainte ni sensibilité à l’entaille, ne combine pas les contraintes multiaxiales, n’estime pas la durée de vie finie par courbe S-N, n’applique pas de dommage cumulatif et ne modélise ni contraintes résiduelles ni plasticité cyclique. Confrontez le résultat au code de calcul, aux données matériau, au spectre de chargement et à la fiabilité requise.

Selon le matériau et le mode de rupture, Goodman, Gerber, l’ellipse ASME, l’approche déformation-durée de vie ou la mécanique de la rupture peuvent mieux convenir.