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La fatigue des matériaux et des structures est un phénomène dans lequel la surface joue un rôle important; notamment, l’état de surface représente l’un des principaux facteurs d’influence sur l’amorçage des microfissures. Par ailleurs, ces éléments de structure sont soumis à des agressions environnementales, et il convient de les protéger, en particulier contre la corrosion. Pour les éléments de structure aéronautiques en alliage d’aluminium, on a recours le plus souvent à un traitement d’oxydation anodique. Mais parallèlement, la tenue en fatigue de ces structures ainsi protégées s’en trouve diminuée. L’une des raisons à cela est liée à la dégradation de l’état de surface lors de l’anodisation. Dans ce travail, nous avons étudié l’influence de la rugosité et de traitement d’anodisation sur la tenue en fatigue pour des alliages d’aluminium 2214 et 7050. Nous mettons en évidence la nocivité de la phase d’anodisation-colmatage dans le cas du 2214 et la phase de décapage dans le cas du 7050. Pour prédire la durée de vie des pièces en alliage d’aluminium 7050 anodisés, nous avons développé un modèle analytique simple basé sur l’effet de concentration de contrainte au droit des cavités. Il utilise les mesures topographiques des surfaces. Ce modèle intègre des lois de propagation en régime de fissures courtes et longues, la prise en compte de la présence de multiples sites d’amorçage, les phénomènes de coalescence entre fissures voisines et la présence de la couche d’oxyde. The fatigue of materials and structures is a phenomenon in which surface condition plays an important role; specially in initiating the microcracks. Moreover, the structural components are also subjected to aggressive environments and hence are susceptible to corrosion phenomenon. Therefore, it is necessary to protect them against the corrosion phenomenon. For aluminium alloys used in aeronautical applications, anodization is widely used surface treatment to increase the corrosion resistance. Despite the benefits obtained in terms of enhanced corrosion resistance, the anodizing process has a damaging effect on the fatigue performance of the base material. One of the reasons for this decrease in fatiguelife is associated to the degradation of surface condition during the anodizing process. In this work, we have studied the influence of surface roughness and anodization on fatigue behaviour of aluminium alloys 2214 and 7050. We showed experimentally that for 2214 alloy the process of anodization-sealing reduced the fatigue life considerably while for 7050 alloy the process of pickling is the major cause in decreasing the fatigue life. We have also developed life prediction model for anodized alloys. The model is based on determination of concentration of stress ‘Kt’ generated by the surface condition. The developed model integrates the aspects of multi-site initiation, coalescence and regime of short crackpropagation. |
