Propriétés mécaniques en traction

Propriétés mécaniques en traction

! Comportement élastique linéaire parfait

! Comportement élastique non linéaire (ex.: caoutchouc)

! Comportement élastique non linéaire (ex.: caoutchouc)

! Comportement anélastique (ex.: composite fibres de verre/résine, plomb)! amortissement

! En résumé Élastique linéaire Élastique non-linéaire anélastique

! Au-delà du domaine élastique atomes s écartent de plus en plus de nouveaux phénomènes naissent dans la matière " fin domaine élastique deux possibilités : rupture fragile plasticité

! Rupture fragile amorcée par imperfection concentration de contrainte atteinte de la résistance de cohésion en un point et propagation grande dispersion de la contrainte de rupture " statistiques

! Plasticité dislocations (I)

! Courbe charge-allongement (ex.: Cu)

! Écrouissage dislocations (II) interactions glissements sur +ieurs plans obstacles (inclusions)

! Domaine plastique déformation plastique (croît de + en + rapidement) + déformation élastique (proportionnelle à σ)

! Charge-décharge

! Décharge après plastification

! Charge-décharge frottements internes restitution élastique différée (matériaux amorphes surtout) énergie dissipée approximation par lignes droites

! La striction : instabilité plastique

! rupture

! rupture

! Plasticité discontinue dislocations (III) Ac 0.2%C

! Plasticité discontinue atomes C ou N sous dislocations Fe 3 C (très dures) dans joints de grains

! Plasticité discontinue

! Plasticité discontinue démarrage plasticité très localisé concentrations de contraintes Lignes de Lüder (indésirables pour emboutissage des tôles recuites) dispersion σ y,sup

! Pourquoi la courbe F-u n est-elle pas symétrique en compression?

! Contraintes vraies

Application! Pour une éprouvette cylindrique de A=10mm² et L=100mm en acier doux (acier faiblement allié au carbone), calculer contraintes et déformations vraies et conventionnelles : à la fin du domaine élastique à la résistance conventionnelle Rm (on supposera la déformation conventionnelle = à A R en ce point)

! Contraintes et déformations vraies

! Contraintes et déformations vraies calcul σ?

! Les propriétés mécaniques Coef. de striction : Z = 100*( S 0 -S f ) / S 0 Allongement après rupture A R = 100*(L L 0 ) / L 0

Exercice! Essai de traction déterminer E, R eh, R el, R e0.2, A R, R m

Application! Un laiton présente une limite conventionnelle d'élasticité de 275 MPa, une résistance à la traction de 380 MPa et un module d'élasticité de 103 GPa. On étire une éprouvette de 12,7 mm de diamètre et de 250 mm de longueur en cet alliage et on constate qu'elle s'allonge de 7,6 mm. Ces données permettent-elles de calculer la charge nécessaire pour produire cet allongement? Si oui, calculez-la. Sinon, expliquez pourquoi.

Application On soumet une éprouvette cylindrique en laiton de 7,5 mm de diamètre et de 90,0 mm de longueur à une force de traction de 6000 N, puis on supprime cette force. a) Calculez la longueur finale de l'éprouvette à cet instant. La figure suivante représente le comportement contrainte-déformation de cet alliage. b) Calculez la longueur finale qu'a l'éprouvette lorsqu'on augmente la charge jusqu'à 16 500 N puis qu'on la supprime.

Application

! Céramiques limite d élasticité élevée essai de traction mal adapté car faible résistance à fissuration et aux concentrations de contrainte mieux : essai compression ou dureté

Essai de dureté

Application : ressorts pour un embrayage centrifuge! flèche maximale des ressorts = 6,35 mm F δ δ=fl 33 //(48 EI)

Application : ressorts pour un embrayage centrifuge E (Gpa) Re(MPa) Re/E (10e-3) F (N) Laiton (laminé à froid) 120 638 5.3 93.7 Bronze (laminé à froid) 120 640 5.3 93.7 Bronze phosphore 120 770 6.4 93.7 Cuivre-Béryllium 120 1380 11.5 93.7 Acier à ressort 200 1300 6.5 156.2 Acier inox 200 1000 5.0 156.2 Nylon 4 83 21.8 3.0

Exercice! On soumet une éprouvette cylindrique en acier d'un diamètre initial de 12,8 mm à un essai de traction jusqu'à la rupture. On trouve R m =460 MPa. Le diamètre de la section transversale à la rupture est de 10,7 mm. Calculez: a) le coefficient de striction, b) la contrainte réelle à la rupture. 30% 658 MPa