Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 375-388 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002206037500

Fermeture d'une fissure de fatigue, dans le vide : influence de la rugosité des surfaces rompues

M. C. Lafarie-Frenot et C. Gasc

Laboratoire de Mécanique et de Physique des Matériaux, ENSMA, 86034 Poitiers Cedex, France

Abstract
Fatigue threshold tests have been conducted in vacuum, and concerned an high strength aluminium alloy, 7075. Four microstructural conditions of the alloy have been studied, which induce very different crack surfaces roughness in the low fatigue crack growth rates range. The crack opening displacements measurements, obtained by a back face strain gage and by optical micrographic observations, have permitted to separate the different sources of crack closure at positive loads. A geometrical model, based on the interaction between residual plastic deformations left in the wake of the fatigue crack and crack surfaces roughness, is proposed.

Résumé
Des essais de fissuration par fatigue de l'alliage d'aluminium à haute résistance 7075, ont été réalisés, dans le vide, jusqu'à l'obtention du seuil de non-propagation. Quatre états microstructuraux de l'alliage ont été étudiés, qui conduisent à des rugosités des surfaces rompues très dissemblables dans le domaine des basses vitesses de fissuration. L'analyse des mouvements relatifs des lèvres de la fissure au cours d'un cycle de fatigue (par microscopie optique et mesures de déformations élastiques) a permis d'identifier les diverses causes de sa fermeture pour des charges appliquées positives. Un modèle géométrique de ce phénomène, qui fait apparaître l'interaction entre le sillage plastifié et la rugosité des surfaces rompues, est proposé.

PACS
6220M - Fatigue, brittleness, fracture, and cracks.
8140N - Fatigue, embrittlement, and fracture.

Key words
aluminium alloys -- crack edge stress field analysis -- fatigue cracks -- magnesium alloys -- plastic deformation -- surface topography -- zinc alloys -- fatigue crack closure -- 7075 Al alloy -- fatigue threshold -- vacuum -- crack surface roughness -- low fatigue crack growth rates -- crack opening displacement -- optical micrographic observations -- geometrical model -- residual plastic deformation -- AlZnMgCuCrFeSiMnTi