Multiaxial fatigue analysis of orthotropic materials^*

Analyse de la fatigue multiaxiale des matériaux orthotropes

Magna Powertrain, Engineering Center Steyr, 4300 St. Valentin, Austria
e-mail: christian.gaier@ecs.steyr.com

Received: 14 September 2010
Accepted: 12 January 2011

Abstract

Because of the importance of lightweight constructions, nowadays other materials are more and more substituting components which had previously been made of metals. The usage of short fiber-reinforced plastics instead of metals seems self-evident in many cases because of their high specific strength and the favorable manufacturing processes. For fatigue life prediction a simulation process was established, which takes into account the fiber orientation and distribution as a result of an injection molding simulation. Hypotheses for fatigue life prediction of orthotropic materials have been derived from a lot of tests on specimens, implemented in the standard fatigue software tool FEMFAT and verified so far with component tests.

Résumé

Compte tenu de l’importance actuelle de l’allègement des structures, les composants sont réalisés de plus en plus à partir de matériaux qui se substituent aux matériaux métalliques utilisés jusqu’ici. L’utilisation de plastiques renforcés par fibres de verre à la place de métaux semble évidente dans de nombreux cas, en raison de leur résistance spécifique élevée et de procédés de fabrication favorables. Concernant la prévision de la durée de vie en fatigue, une démarche de simulation a été mise en œuvre, qui tient compte de l’orientation et de la distribution des fibres, issues de la simulation du moulage par injection. Des hypothèses pour la prévision de la durée de vie en fatigue de matériaux orthotropes ont été déduites d’un lot d’essais sur éprouvettes et intégrées dans l’outil logiciel standard de calcul en fatigue, FEMFAT, et vérifié jusqu’ici à l’aide d’essais sur composants.