Essai de Résilience - LES ESSAIS MÉCANIQUES



LES ESSAIS MÉCANIQUES



LA RESILIENCE



1° Définition de la résilience                            
2° Principe de l ’essai de résilience                 
3° Les éprouvettes                                           
4° Le mouton pendule de Charpy                 
5° Différents types de machines à essais              
6° Condition de réalisation de l ’essai          
7° Manipulation et déroulement de l ’essai
8° Résultats des essais                                 
9° Conclusion         

 Définitions de la résilience
             des matériaux


  Définition de la résilience


La résilience qui a pour symbole K , est l ’aptitude que possède un matériau à résister plus ou moins bien aux chocs.
  But de l ’essai de résilience.
Il s’agit pour le métallurgiste de déterminer la résistance aux chocs de certaines pièces ou de certains matériaux.   
La résistance aux chocs est  une des caractéristiques primordiale pour le choix d ’un matériau notamment dans la construction.
   
  Généralité sur la résilience.
Lors de l ’essai,une force de poids P va tomber d ’une certaine hauteur H     ce moment on va enregistrer au niveau de l’éprouvette (e) un certain travail que l’on va noter
Lorsque l’éprouvette sera cassée,on aura enregistré un travail résiduel Wr,ce qui va nous permettre de déterminer le travail nécessaire pour briser l ’éprouvette. (Wn)
C ’est donc ainsi que l ’on va déduire la résilience.


 
Principe de l'essai


Figure A:

4)   Principe de l ’essai:
L ’essai de résilience(encore appelé essai de flexion par chocs)
consiste à rompre d ’un seul coup de mouton pendule,une éprouvette
qui sera préalablement entaillée en son milieu,afin de faciliter la
rupture de la pièce.
Cette éprouvette,repose sur des appuis.
Au moment ou le couteau frappe l ’éprouvette(figure 1) on va déterminer
l ’énergie absorbée qui sera exprimée en joules.

C ’est cette énergie qui caractérise la résistance aux chocs
 des matériaux
 
Rupture d ’une éprouvette par le couteau d ’un mouton pendule 

(mouton de Charpy)


 
Les éprouvettes que l ’on va utiliser pour effectuer les essais sont des éprouvettes normalisées
C ’est à dire que leurs caractéristiques sont indiquées par une norme.
Pour réaliser l ’essai,il est nécessaire de faire une entaille normalisée sur celle-ci
Les entailles peuvent êtres soit en U ou en

Les éprouvettes


Caractéristiques des éprouvettes entaillées en V


Eprouvette en V symboleKcv



 
La résilience de l ’éprouvette est mesurée sur des machines de type Charpy (éprouvette sur deux appuis) ou Izod (éprouvette encastrée)

Caractéristique des éprouvettes entaillées en U


Eprouvette en U symbole Kcu


 
Il existe d ’autres types d ’éprouvettes, qui ne sont pas normalisées.
Elles ont une section plus réduite.
Il est cependant impossible de comparer des résultats obtenus avec des éprouvettes différentes. 


Différents types d'éprouvettes existantes pour les essais de résilience


 
Le mouton pendule
       de Charpy


Définition:
Le bras qui porte le couteau,vient percuter l ’éprouvette dans sa chute par  un mouvement de rotation,puis celui-ci remonte en sens inverse après la rupture de l ’éprouvette.
La valeur est alors enregistrée sur le cadran angulaire,ce qui va nous donner le résultat de l ’essai.

Présentation de l ’essai


 
 
Énergie potentielle du pendule        Énergie absorbée par l ’éprouvette
Au départ:Wo =P.ho                                                   W=P(h0-h1)
Al ’arrivée:W1=P.h1                                         =Wo-W1



Différents types de machines à essais


Il existe d ’autres types de machines à essais
* Le mouton pendule WOLPERT
* Les machines à essais VICKERS
* Les machines à essais ROCWELL

 
Remarque:


Les machines  à essais ROCKWELL (symbole HR),VICKERS(symbole HV)
sont des machines à essai de dureté
De forme pyramidale à base carrée pour VICKERS
De forme conique ou à bille pour ROCKWELL

Conditions de réalisation de l'essai

L ’essai doit se faire à une température ambiante,sauf spécification contraire si la température n ’est pas spécifiée dans le cahier des charges,on prendra une température égale à23°+5
   L ’éprouvette doit être disposée sur les appuis du mouton de Charpy de manière à ce que l ’arrête du couteau du mouton vienne la frapper dans le plan de symétrie de l ’entaille et sur la face opposée à celle-ci
   Pour l ’essai normal,l ’énergie nominale du mouton doit être de 300joules + 10.
Si pendant l ’essai,l ’éprouvette ne se rompt pas complètement,la valeur obtenue pour la résilience est incertaine,dans ce cas il faudra mentionner:
« Eprouvette non rompue par X joules » et on relèvera l ’angle de rupture de la pièce.

Manière d ’exprimer la résilience


                       Exemple:
           KV=121j
           Énergie nominale=300joules
           Eprouvette normalisée Charpy en V
           Énergie absorbée par la rupture121joules
           KU100=65joules
           Énergie nominale =100joules
           Eprouvette normalisée Charpy en U
           Énergie absorbée par la rupture=65joules


        Rappel:
K:symbole de la résilience
V:Entaille en V
U:Entaille en U

Manipulation et déroulement de l'essai


Manipulations:
Nous avons réalisé un essai de résilience sur le mouton pendule de Charpy
Énergie nominale=300joules +10
Énergie délivrée par la machine=294joules
Nous avons utilisé une éprouvette qui etait entaillée en U
            Représentation de l ’éprouvette
Remarque:
Il faudra au cours du mode opératoire respecter certaines conditions:
Bien positionner l ’éprouvette sur ses deux points d ’appui
L'Éprouvette ne doit pas comporter d ’amorce de rupture
Vérifier la normalisation de l ’éprouvette pendant l ’essai,la température(dans la salle d ’épreuve)soit stable ou conforme.


Influence de la température d ’un revenu sur une éprouvette
On constate que lorsqu ’on effectue des essais de résilience sur plusieurs pièces ayant subit des revenus à des températures différentes,cette modification joue sur la rupture de l ’éprouvette.
En effet, plus le revenu a été effectué à haute température,plus la rupture de l ’éprouvette sera difficile.

Résultat des essais


Une fois l ’éprouvette rompue,on freine le couteau à l ’aide du frein
On effectue la lecture:
 
Le résultat indiqué par le cadran est         3.4daj     34Joules
                                                                  =KU=32J

Remarque: l ’essai peut être réalisé sur plusieurs éprouvettes de même normalisation.

Conclusion


Tout d ’abord on peut dire que l ’essai de résilience a un inconvénient. Il est destructif,c’est a dire que la pièce est détruite
Plus les matériaux sont fragiles, moins ils seront résilients.
Même si cet essai est destructif, il est d ’une grande importance, car il est impératif de tenir compte de la résistance au chocs d ’un matériau avant de l ’utiliser en construction par exemple.

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