Essai de Traction

INTRODUCTION  

Les essais mécaniques sont des expériences dont le but est de caractériser les lois de comportements des matériaux (mécanique des milieux continus). La loi de comportement établit une relation entre les contraintes (pression=orce!surace) et les déormations (allon"ement unitaire sans dimensions). Il ne aut pas conondre une déormation a#ec un déplacement ou une dilatation. Cependant$ la déormation d%une pi&ce dépend de la orme de la pi&ce et de la mani&re dont sont exercés les eorts extérieurs sur cette pi&ce. Il aut donc normaliser les essais. Des normes déinissent donc ' éprouvette normalisée   la orme de la pi&ce dont est ait le matériau  on parle d%éprouvette

Comment sont exercés les eorts sur l%éprou#ette  on parle d%essai normalisé. Essais mécaniques classiques

TRCTION DUR*T+ R+,ILI*NC* -TIU* Caractéristiques mécaniques principales

Résistance / la traction Caractéristi0ues d1élasticité Capacité d1allon"ement Résistance / la pénétration Résistance aux c2ocs Résistance / la ati"ue (mou#ement répété) u moment de la conception d1une pi&ce$ il est important de tester des éc2antillons du matériau 0ue l1on sou2aite utiliser pour conna3tre ses propriétés. pr&s la abrication$ ain de #ériier si le matériau de la pi&ce est conorme au ca2ier des c2ar"es$ on en  prél&#e des éc2antillons pour pour leur aire subir des essais essais mécani0ues.

Essai de traction 1- But (OBJECTIFS) : Réaliser des expériences en laboratoire dans le but de : •

Visualiser et comprendre le comportement comportement de divers matériaux en traction, en flexion et en torsion, torsion,

•

Déterminer les propriétés mécaniques des divers matériaux testés

•

Vérifier les relations théoriques de la torsion et de la flexion permettant de calculer les contraintes et les déformations.

2- Shema du banc d’essai : Une mac2ine de traction est constituée d%un b4ti ri"ide 0ui comprend une tra#erse ixe / la0uelle est ixée l%une des t5tes de l%éprou#ette l%autre extrémité est ixée / une tra#erse mobile. 1.1 Description de la machine d’essai •

- Machine d’essai

•

- Montae expérimentale

•

- Mesure des forces 3

•

- Mesure des déplacements et des déformations

•

- !cquisition des données.

Machines présentes au laboratoire

2.2 Description des chantillons

Lo lon"ueur initiale ,o section initiale Do diam&tre initial *prou#ettes con#entionnelles'

a#ec (Do=67mm$ Lo=877mm) ou (Do=87mm$ Lo=97mm)

T!pes T!pes d’chantillons

Dimensions des di""rents t!pes d’chantillons

3

Lu Lm l Épaisseur t

- !raph et tableau de "aleur #- ta tabl blea eau u de "al "aleu eurr : char$é

%(t&

')

')

')

*')

11

12

12')

11')

1+

allon$ement

,l(mm&

+'+

+'12

1'.

.

12

1*

2.

2/

2

B- !raph :

 0étermination aprs essai : %m  c2ar"e maximale de l1essai %e  c2ar"e apparente / limite d1élasticité %u  c2ar"e ultime / l1instant de rupture 3u  Lon"ueur ultime entre rep&res

3

e l%allon"ement relati exprimé en : '

 34essai de traction donne plusieurs "aleurs importantes :  la limite élastique Re

ou 5e6 0ui sert / caractériser un domaine con#entionnel de ré#ersibilité 

3imite d4élasticité '

 3a limite 7 la rupture Rm ou

5m 

8ésistance 7 la traction :

 34allon$ement 7 la rupture A$ 0ui mesure la capacité

d%un matériau / s%allon"er sous c2ar"e a#ant sa rupture$ propriété intéressante dans certaines applications .

#llon$ement 7 la rupture '

Dans cette expression$ Lo et L f  sont  sont respecti#ement les lon"ueurs initiales et inales apr&s rupture.  Striction

'

8. Le coe coe ic icien ientt de str stric icti tion on '

Dans cette expression$ S o et S  f  sont respecti#ement les les sections initiales et et inales apr&s rupture. 6. L1allo allon" n"em emen entt de stric strictio tionn '

,

section minimale de l1éprou#ette apr&s rupture.

module ule de 9oun$ E6  3e mod

ou module d%élasticité lon"itudinale 

Module de 9oun$ 9oun$$ représenté par la pente de la courbe dans sa partie linéaire '

.

3

C;8BE 0E <8#C<=>

La Contrainte ' s = - ! ,7 unité ' ;a La Déormation ' e = Dl ! l7 ,7 et l7 sont les caractéristi0ues initiales de l%éprou#ette$ Dl est son allon"ement. On trace alors la courbe ' Contrainte en onction de la déormation.

Courbe de traction d%un matériau ductile  présentant un décroc2ement décroc2ement 8  contrainte  contrainte ! - -orce 8m contrainte maximale a#ant rupture 8e limite apparente d%élasticité e allon"ement relati$ usuellement noté < %m  c2ar"e maximale de l1essai %e  c2ar"e apparente / limite d1élasticité

1' 3e domaine de dé?ormation élastique'

L%éprou#ette a un comportement élasti0ue linéaire et suit la loi de OO>* * est le module d%?oun" d%?oun" ou module d%élasticité.

s=*.e

2' 3e domaine de dé?ormation plastique'

Dans ce domaine la déormation est irré#ersible ' si l%on supprime la c2ar"e le matériau "arde une déormation permanente. La courbe de traction passe par un maximum au del/ du0uel la contrainte diminue bien 0ue l%allon"ement continue de cro3tre. La déormation n%est alors plus 2omo"&ne$ elle est localisée dans la @one de striction (@one la plus mince de l%éprou#ette).



3a limite d4élasticité 8e ou 8e  +62 (pour +62@ de dé?ormation& : contrainte / partir de

la0uelle le matériau s%écarte de la loi de OO>*$ apparition de la premi&re déormation  plasti0ue. 

3a résistance 7 la traction 8m : contrainte maximale.

Dans le cas des matériaux ra"iles ( pas de déormation plasti0ue)$ Re et Rm sont conondues. 

34allon$ement 7 la rupture # : c%est une mesure de ductilité car il est nul pour les matériaux

ra"iles. 

3a striction 7 la rupture A : A = (,oB,u)877 a#ec ' So la section de l%éprou#ette initiale Su la section de l%éprou#ette apr&s rupture

! ,o

3