La fiabilité des arbres entaillés dans les machines agricoles

La Syrie est un pays où I’agriculture est le secteur essentiel de son économie. Ce secteur présente 29% dl produit intérieur brut et 40% de la main d’oeuve . Il faut noter que le coton présente 50% de recette, suivi par I’huile d’olive (la Syrie est le sixième pays exportateur mondial).

Dans le domaine agricole, les machines jouent un rôle essentiel dans I’augmentation de la productivité. Mais elles sont soumises à de dures conditions de fonctionnement qui causent des problèmes de fiabilité. Un point essentiel pour le développement de ce secteur est donc I’amélioration de la fiabilité de ces machines.

L’expérience montre que des pièces de machines telles les machines agricoles sont soumises à des efforts variables et répétés un grand nombre de fois. Elles se rompent brusquement, et sans déformation permanente annonciatrice de la rupture. [æs mêmes pièces soumises à des efforts constants, souvent plus importants, mais appliqués de façon continue, résistent conectement. Ainsi, du fait que les efforts sont variables, leurs actions sont plus dangereuse

On appelle la cause en apparence mystérieuse, de cette défaillance à laquelle n’échappe aucun matériau sous I’action des efforts variables. En service ou au cours d’essais de laboratoire, les efforts apptiqués peuvent être des sollicitations de types simples (traction – compression, flexion ou torsion), ou de types combinés de deux ou plusieurs. euelque soit le mode de sollicitation, I’effort appliqué varie en fonction du temps de façon aléatoire ou sinusoidale, avec une amplitude variable ou constante .

D’une mainiére générale , on appelle « entaille » une discontinuité imposé ou accidentelle de la forme de la pièce ou une non-homogénélté du matériau qui la constitue’ Les entailles peuvent être de trois types :
– métallurgiques,
– mécaniques(concePtion),
– de service (se formant durant I’utilisation) .

Ces discontinuités (qui peuvent effe un trou, un clavetage … ) conduisent à Ia modification du champ de contrainte . C’est à dire à ra création de zones dans lesquelles les contraintes sont nettement supérieures à la contrainte nominale ou à la contrainte globale résultante des efforts appliqués . On appelle cette localisation éIevée de la contrainte « concenffation de contrainte »‘ ces concentrations de contrainte associées aux discontinuités géométriques réduisent les résistances statiques et cyclique des structures .

Approche de la couche critique

Ce critère d’amorçage est basé sur le raisonnement suivant : pour qu’il y ait une déformation plastique ou un glissement à la surface du matériau, il est nécessaire que la contrainte de cisaillement dépasse sa valeur critique sur une certaine épaisseur parfaitement déterminée du matériau .

Selon les auteurs, la notion de couche critique a une justification physique évidente. I-es matériaux n’étant pas parfaitement homogènes mais constitués de grains, on imagine assez bien que le premier glissement qui conduira à I’amorçage d’une fissure de fatigue doit intéresser au moins un grain du matériau, dans lequel s’effectuera en bloc le glissement. Il est donc bien nécessaire, dans ce cas de figure, que la contrainte critique soit dépassée sur une épaisseur égale à taille du grain .

Ies auteurs ont montré, pour plusieurs courbes et éprouvettes à différents niveaux de concentration de contraintes, que les points expérimentaux suivent une relation linéaire entre le cisaillement alterné τa etla pression hydrostatique maximale Pmax . L’examen des résultats obtenus pour diverses profondeurs, montrent que les points ro, P^* s’alignent sur la droite obtenue sur des éprouvettes lisses . Par conséquent, l’épaisseur de la couche critique est alors la profondeur pour laquelle on obtient le meilleur alignement des points sur la courbe des éprouvettes lisses.