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Les essais mécaniques Présentation
Effectuer des essais mécaniques sur un matériau permet de
connaître ses caractéristiques mécaniques (ses propriétés).
Au moment de la conception d’une pièce, il est important de
tester des échantillons du métal que l’on souhaite utiliser pour connaître ses
propriétés. Essai de traction
A partir des mesures ci-dessus, il est possible de déterminer Rm
la résistance mécanique à la traction, Re la
Limite élastique, A% l’Allongement... Essais de dureté Principe Que ce soit pour une dureté Brinell, Rockwell ou Vickers, l’essai consiste à appliquer sur une pièce à mesurer, un pénétrateur (dont la forme varie selon le type de l’essai) sous une charge F (variable). La dureté est
proportionnelle au quotient de la force "F", par l'aire "S" 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 "d" 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 F, par
l'aire de l'empreinte considérée comme une calotte sphérique de diamètre d. Essai Vickers Le pénétrateur Vickers est en diamant de forme pyramidale à base carrée. On mesure la moyenne des deux diagonales "d" de l'empreinte laissée par le pénétrateur sur le matériau Essai Rockwell Il existe 2 types de pénétrateurs: Pour les fortes duretés, essai C le pénétrateur est un diamant conique . Pour les faibles duretés, essais B et F le pénétrateur est une bille en acier trempé. 
Cet essai est effectué en 3 étapes d’application de la force (F0, F0+F1, F0). On mesure l'accroissement "e" en profondeur et on en déduit la dureté Rockwell. 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.Les essais
mécaniques ci-dessus cités (Traction - Résilience - Dureté) constituent une étude en
statique du matériau. Mais, lorsque les
efforts varient avec le temps, c’est le phénomène de fatigue qui intervient.
Les pièces peuvent rompre même si elles fonctionnent dans le domaine élastique !. La fatigue concerne
tous les matériaux et pas uniquement les métaux: le phénomène de fatigue existe aussi
chez les polymères.
On sollicite
jusqu’à rupture plusieurs éprouvettes du même métal, et selon le nombre de cycles
de rotation qu’elles ont réussi à encaisser et la contrainte à laquelle elle ont
été soumises, on détermine la limite
de rupture en fatigue : s D Il existe plusieurs
méthodes de détermination de sD, le Laboratoire de Matériau
utilise les méthodes d’itération et de l’escalier.
On définit un écart type initial (égal à 10% de la limite de fatigue). |
