18 ème Congrès Français de Mécanique Grenoble, 27-31 août 2007 A volumetric and incremental energy based fatigue life calculation method for notched structures Jérôme Bénabès, Nicolas Saintier*, Thierry Palin-Luc & Francis Cocheteux 1 E.N.S.AM. CER de Bordeaux, Université Bordeaux 1, Laboratoire Matériaux Endommagement Fiabilité et Ingénierie des Procédés (LAMEFIP), EA 2727 Esplanade des Arts et Métiers, F-33405 Talence Cedex, France. 2 Agence d’Essai Ferroviaire - SNCF 21, avenue du Président Allende, F-94407 Vitry-Sur-Seine, France. *corresponding author, e-mail : nicolas.saintier@lamef.bordeaux.ensam.fr Résumé : Nous présentons ici une méthode de prévision de la durée de vie en fatigue applicable aux chargements multiaxiaux non-proportionnels d’amplitude variable dans la gamme [10 4 -10 7 ] cycles. Cette méthode est basée sur le concept de courbe maîtresse permettant de regrouper l’ensemble des résultats expérimentaux (ie quelque soit l’état de contrainte) sur une courbe unique. Les calculs de durée de vie, réalisés avec la méthode proposée, sont confrontés aux résultats expérimentaux pour des chargements d’amplitude constante et variable. L’application au cas d’une roue de train est également présentée. Abstract : Stress gradient effects due to stress-strain concentrations and load type effects are important for the applicability of fatigue models to real structures. In this paper, a fatigue life prediction method is proposed for variable amplitude non-proportional multiaxial loadings in the range 10 4 to 10 7 cycles. This method is based on the concept of a single fatigue crack initiation curve for any loading cases (master curve concept). The predictions of the proposal for constant and variable amplitude multiaxial loadings, are compared to experimental results. An application to a railway wheel is presented. Mots-clefs : High cycle multiaxial fatigue, Energy, Gradient 1 Introduction Designing metallic structures against fatigue is still a difficult task to handle for engineers. This is due to two major reasons : the full complexity of in service loadings (variable amplitude, non-proportional multiaxial loadings...) and the well known gradient effects. Several methods exist to take into account stress gradient effects : Papadopoulos and Panoskaltsis [1994], Son- sino et al. [1997] and Banvillet et al. [2003]. Among these approaches the last one is, according to the authors, the only one able to predict the difference between experimental endurance li- mits in tension and bending. The fatigue life calculation method presented here is based on this volumetric energy based approach. 2 A new fatigue life calculation method 2.1 An energy parameter Ellyin [1997] showed that the use of both the plastic and elastic strain work can be used as damage parameter in multiaxial fatigue. The LAMEFIP criterion (Banvillet et al. [2003]), 1