Les essais mécaniques

Résumé du document

Cours complet sur les principaux essais mécaniques effectués sur les matériaux. Fichier illustré avec des photos, schéma et tableaux.

Extraits

[...] Les essais mécaniques 1. Présentation Effectuer des essais mécaniques sur un matériau permet de connaître ses caractéristiques mécaniques (ses propriétés). Essais mécaniques classiques Caractéristiques mécaniques principales mises en évidence TRACTION Résistance à la traction Caractéristiques d'élasticité Capacité d'allongement DURETÉ Résistance à la pénétration RÉSILIENCE FATIGUE Résistance aux chocs Résistance à la fatigue (mouvement répété) Au moment de la conception d'une pièce, il est important de tester des échantillons du matériau que l'on souhaite utiliser pour connaître ses propriétés. Après la fabrication, afin de vérifier si le matériau de la pièce est conforme au cahier des charges, on en prélève des échantillons pour leur faire subir des essais mécaniques Essai de traction Principe Solliciter une éprouvette en traction uniaxiale jusqu'à rupture pour déterminer ses caractéristiques mécaniques. [...]

[...] On fixe la censure (nombre de cycles à effectuer lors de l'essai) à 107 cycles. On définit un écart type initial (égal à 10% de la limite de fatigue). On cherche à encadrer la limite de fatigue par des suites de ruptures ou de non-ruptures. Rupture de fatigue Le phénomène de rupture par fatigue se déroule en 3 phases distinctes: PHASE I : phase d'initiation de la fissure : Il y a formation d'une micro-fissure : c'est la germination ou l'amorçage de la fissure. [...]

[...] La force de traction maximale pouvant être appliquée est de 100 kN. Les vitesses de traction peuvent varier de 0,05 à 50 mm.min-1. Description des éprouvettes : Les éprouvettes respectent la géométrie décrite dans la norme AFNOR EN 10002-5 (Tome 8 Essais Mécaniques, Annexe C p.302). Diamètre éprouvette d=8mm Longueur initiale de la partie calibrée L0=5xd=40mm Longueur de la partie calibrée Lc=L0+d/2=44mm Congé 2mm de rayon Diamètre tête d'amarrage D=16mm avec filetage Longueur tête d'amarrage L=16mm Longueur totale LT=76mm Eprouvette de traction 2 Essais de traction effectués à différentes températures sur des éprouvettes en acier ; mise en évidence de l'évolution des propriétés mécaniques en fonction de la température. [...]

[...] La dureté est proportionnelle au quotient de la force par l'aire de la surface déformée par le pénétrateur sur le matériau. Essai Brinell Le pénétrateur est une bille de diamètre D. On détermine le diamètre moyen de l'empreinte laissée par le pénétrateur sur la surface du matériau, après enlèvement de la charge. La dureté Brinell est un nombre proportionnel au quotient de la charge d'essai par l'aire de l'empreinte considérée comme une calotte sphérique de diamètre d. Essai Rockwell Il existe 2 types de pénétrateurs: - Pour les fortes duretés, essai C le pénétrateur est un diamant conique. [...]

[...] Essai Vickers Le pénétrateur Vickers est en diamant de forme pyramidale à base carrée. On mesure la moyenne des deux diagonales de l'empreinte laissée par le pénétrateur sur le matériau Essai de résilience Cet essai consiste à rompre en son milieu d'un seul coup de mouton-pendule une éprouvette entaillée en U en son milieu et reposant sur deux appuis. On détermine l'énergie absorbée dont on déduit la résilience Essai de fatigue Les essais mécaniques ci-dessus cités (Traction - Résilience - Dureté) constituent une étude en statique du matériau. [...]