Rapport d'activités de l'Équipe Fatigue des matériaux et des structures 

LMS 2016-2017

Résumé et Objectif : 

• Mettre en place des modèles et des approches de calcul fiabilistes pour la prévision du comportement en fatigue, rupture et endommagement des composants et des structures mécaniques soumis à différents types de chargements cycliques aléatoires et complexes. Les différentes approches à proposer seront intégrées, d’une part, en tenant compte des conditions locales (contraintes résiduelles, écrouissage superficiel et modifications microstructurales, état des surfaces et défauts superficiels), et d’autre part, par l’utilisation d’un couplage mécano-fiabiliste (en tenant compte des différentes dispersions dues au matériau, du chargement et conditions de fabrication).
  Des applications intéressantes pour l’industrie tunisienne peuvent avoir lieu à partir des modèles développés. Elles concerneront essentiellement l’optimisation des conditions d’obtention, de parachèvement des surfaces et d’usage des pièces et assemblages mécaniques utilisés dans divers secteurs importants tels que l’automobile, l’aéronautique, la pétrochimie, le ferroviaire, le maritime, etc.
  

Liste des membres d’équipes :

• Liste des enseignants Chercheur :

• Liste des Doctorants Chercheur :

 Production scientifique : 

Ahmed BAHLOUL

Objectif : 

• Fatigue Crack Growth FCG phenomenon is the most detrimental failure mechanism of mechanical structures in several industrial sectors such as: automotive, marine and aeronautics. During cyclic loading, micro-cracks can be initiated and propagated in mechanical structures, leading to unexpected failure, even when the ultimate strength of the material is much higher than the applied stress level. 
• When cracks occur, the remaining fatigue lives of these components are of paramount importance in the industry for ensuring correctly the safety behavior of such components. As a result of several aircraft crashes, whether military or civilian aircrafts, all aerospace components were designed in agreement with the damage tolerance design philosophy. This design principle is detailed in the Damage Tolerant Design Handbook and in the Joint Services Structural Guidelines JSSG 2006. The goal of the current research is to introduce the effect of residual stress distribution, developed near the crack tip in order to predict the FCG life of cracked structures, to consider the stochastic behavior of fatigue crack growth process and to extend the fatigue lives of cracked components using an appropriate arrest FCG repair method.

Publications : 

•  A. Bahloul, A. Ben Ahmed, CH. Bouraoui. Probabilistic fatigue crack growth assessment of Al 7075-T6 aerospace component. Structural Integrity Procedia 5 (2017) 430–437.
•  A.Bahloul, CH. Bouraoui, T. Boukharouba. Prediction of Fatigue Life by Crack Growth Analysis.  International Journal of Advanced Manufacturing Technology 91 (2017) 4009–4017.
•  A. Bahloul, A. Ben Ahmed, M. M. Mhala, CH. Bouraoui. Probabilistic approach for predicting fatigue life improvement of cracked structure repaired by high interference fit bushing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 91 (2017) 2161–2173.
•  A. Bahloul, A. Ben Ahmed, M. M. Mhala, CH. Bouraoui .An Engineering Predictive Approach of fatigue crack growth behavior: case of the Lug-Type Joint. Comptes Rendus – Mécanique 2017.
•  M.M. Mhalla, A. Bahloul, CH. Bouraoui. Analytical models for predicting tensile strength and acoustic emission count of a glass fiber reinforced polyamide using response surface method. Journal of Alloys and Compounds 695 (2017) 2356–2364.
•  R. Seddik, A. Bahloul, A. Atig, R. Fathallah. A simple methodology to optimize shot-peening process parameters using finite element simulations. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 90 (2017) 2345–2361. 
•  A. Ben Ahmed, A. Nasr, A. Bahloul, R. Fathallah. The impact of defect morphology, defect size, and SDAS on the HCF response of A356-T6 alloy. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 92 (2017) 1113–1125.

Communications : 

• A.Bahloul, A. Ben Ahmed, CH. Bouraoui.  An Engineering Predictive Approach of Fatigue Crack Growth Analysis of Aircraft Component. The Seventh International Congress Design and Modelling of Mechanical Systems (CMSM’2017), 27 - 29 Mars 2017, Hammamet, Tunisie .
•  A.Bahloul, M.M. Mhalla, CH. Bouraoui. Residual Fatigue Life Estimation using Residual-Corrected Stress Intensity Factor. The International Conference on Acoustics and Vibration (ICAV’2016), 21 - 23 Mars 2016, Hammamet, Tunisie.
•  A.Bahloul, CH. Bouraoui.  Effect and Sensitivity Analysis of cracking Parameters on the Fatigue crack Propagation.  The Sixth International Congress on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM’2015), 23-25 Mars 2015 Hammamet, Tunisie
•  A.Bahloul, CH. Bouraoui.  Effect and Sensitivity Analysis of cracking Parameters on the Fatigue crack Propagation.  Congrès Algérien de Mécanique (CAM’2015), 25-29 Octobre 2015, El Oued- Algérie.
• M.M. Mhalla, A. Bahloul, Ch. Bouraoui. Reliability Prediction of Stress Concentration Factor using Response Surface Method. The Seventh International Congress Design and Modelling of Mechanical Systems (CMSM’2017), 27 - 29 Mars 2017, Hammamet, Tunisie.
• M.M. Mhalla, A. Bahloul, Ch. Bouraoui. Analytical Models for Predicting Tensile Strength and Acoustic Emission Count of a Glass Fiber Reinforced Polyamide using Response Surface Method. The International Conference on Acoustics and Vibration (ICAV’2016), 21 - 23 Mars 2016, Hammamet, Tunisie
• I. Chouikh, A. Bahloul, Ch. Bouraoui. Prise en compte de la dispersion des paramétres des lois de propagation des fissures. The Seventh International Congress Design and Modelling of Mechanical Systems (CMSM’2017), 27 - 29 Mars 2017, Hammamet, Tunisie.
• 8- A.Remadi, Ch. Bouraoui, A. Bahloul. Analyse des effets de la dispersion des paramétres de la loi de propagation des fissures sur la fiabilité en tenant en compte des contraintes résiduelles induites. The Seventh International Congress Design and Modelling of Mechanical Systems (CMSM’2017), 27 - 29 Mars 2017, Hammamet, Tunisie. 

Mohamed Makki MHALLA

Objectif : 

• L’objectif de cette étude est de mesurer en temps réel l’endommagement du matériau composite en présence d’une discontinuité géométrique et ce, à l’aide de deux techniques : la corrélation d’image numérique et l’émission acoustique. La première permet la visualisation et le suivi de l’endommagement alors que la seconde sert à l’enregistrement des ondes acoustiques libérées lors de la création d’endommagement. L’utilisation de ces deux techniques permet la confrontation d’informations de différentes natures (acoustique et visuelle). L’originalité de ces travaux réside dans le couplage de ces deux techniques et son amélioration par une analyse fiabiliste.

Publications : 

• Experimental, analytical, and finite element study of stress concentration factors for composite materials. Journal of Composite Materials (2016) Mhalla Mohamed Makki and Bouraoui Chokri. 
• Analytical models for predicting tensile strength and acoustic emission count of a glass fiber reinforced polyamide using response surface method. Journal of Alloys and Compounds (2017) Mhalla Mohamed Makki, Bahloul Ahmed and Bouraoui Chokri. 
• Determination of stress concentration for Orthotropic and Isotropic materials using digital image correlation (DIC), Springer 2015, Multiphysics Modeling and Simulation for Systems Design and Monitoring Mhalla Mohamed Makki, C.Bouraoui.
• Developing Mathematical Models of Stress Concentration Factor Using Response Surface Method. Design and modeling of mechanical systems – III, springer 2017. Mhalla Mohamed Makki, Bahloul Ahmed and Bouraoui Chokri. 
• Reliability prediction of the stress concentration factor using response surface method. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2017) Mhalla Mohamed Makki, Bahloul Ahmed and Bouraoui Chokri.
• Probabilistic approach for predicting fatigue life improvement of cracked structure repaired by high interference fit bushing, Int J Adv Manuf Technol (2016) A. Bahloul , A. Ben Ahmed, Mhalla Mohamed Makki, C. H. Bouraoui.

Communications : 

• M.M.Mhalla, C.Bouraoui & M.Boussadia. `Effets des paramètres mécaniques d’une plaque en composite sur la concentration des contraintes autour d’un trou’, Congrès Tunisien de Mécanique (COTUME 2014), Sousse-Tunisie 19- 21 Mars 2014 (Présentation orale).
• M.M.Mhalla, C.Bouraoui & M.Boussadia. `Analyse fiabiliste de la concentration de contraintes autour d’une discontinuité géométrique d’un matériau composite’, Congrès Tunisien de Mécanique (COTUME 2014), Sousse-Tunisie 19- 21 Mars 2014 (Présentation orale).
• M.M.Mhalla, C.Bouraoui. ‘Determination of stress concentration for Orthotropic and Isotropic materials using digital image correlation (DIC) ’Multiphysics Modeling and Simulation for Systems Design (MMSSD2014), Sousse-Tunisie 19- 21 December 2014 (Présentation orale).
• M.M.Mhalla, C.Bouraoui & M.Boussadia. `Monitoring of damage for composite material by Emission Acoustic, Congress on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM 2015), Hammamet-Tunisie 24- 26 Mars 2015 (Présentation orale).
• M.M.Mhalla, A.Bahloul & Ch.Bouraoui. ‘Analytical models for predicting tensile strength and acoustic emission count of a glass fiber reinforced polyamide using response surface method’, International Conference on Acoustics and Vibrations (ICAV’2016), Hammamet-Tunisie 24- 26 Mars 2016 (Présentation orale).
• M.M.Mhalla, A.Bahloul & Ch.Bouraoui. `Reliability prediction of stress concentration factor using response surface method, Congress on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM 2017), Hammamet-Tunisie 25- 27 Mars 2017 (Présentation orale).

 Wannes Hassine

Objectif : 

 Publications  : 

•  New fatigue limit assessment approach of defective material under fully reversed tension and torsion loading , Mechanics and industry. (2015), Wannes Hassine, Anouar Nasr, Chokri Bouraoui.
• Fatigue limit assessment for defective materials based on affected depth Metall, Res, technol(2017) , A.Nasr, Wannes Hassine, CH.Bouraoui.

 Communications :

• Wannes Hassine, A.Nasr, CH.Bouraoui, New multiaxial Fatigue limit criterion for defective material : 1045 steel(CMSM 2015) Hammamet-Tunisie 23- 25 Mars 2015 (Présentation orale).
• Wannes Hassine, A.Nasr, CH.Bouraoui, Fatigue limit assessement of a defective material under combined loading (CMSM 2017), Hammamet-Tunisie 25- 27 Mars 2017 (Présentation orale).
• 2 chapitres

Saggar Maroua : 

Objectif : 

• Enrichir l’analyse du comportement à la fatigue des matériaux métallique par un couplage fiabiliste consistant à développer un modèle probabiliste pour la prévision du comportement en fatigue polycyclique.
• chiffrer l’influence d’un défaut de surface sur les mécanismes de cumul d’endommagement d’un matériau sollicité sous chargement à amplitude variable.

Publications : 

• Fatigue life prediction under variable loading based on a new damage model devoted for defective material". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (DOI: 10.1007/s00170-017-1198-9) Maroua Saggar, Haïfa Sallem & Chokri Bouraoui.

Communications : 

• Fatigue limit prediction for defective material, Congress on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM 2017), Hammamet-Tunisie 25- 27 Mars 2017 (Presentation orale). Maroua Saggar, Anouar Nasr & Chokri Bouraoui. 

Amina Remadi 

Objectif : 

Communications : 

• Analyse des effets de la dispersion des paramétres de la loi de propagation des fissures sur la fiabilté en tenant compte des contraintes résiduelles induites (CMSM 2017), Hammamet-Tunisie 25- 27 Mars 2017 (Présentation orale). Amina Remadi, Ch.Bouraoui, A.Bahloul . 

Iheb Chouikh 

Objectif : 

Communications : 

• Prise en compte de la dispersion des paramétres des lois de propagation des fissures, (CMSM 2017), Hammamet-Tunisie 25- 27 Mars 2017 (Présentation orale). I.Chouikh, A.Bahloul, Ch.Bouraoui.