le Céder l'effort Il est défini comme l'effort nécessaire pour qu'un objet commence à se déformer de façon permanente, c'est-à-dire à subir une déformation plastique sans se casser ni se fracturer..
Comme cette limite peut être un peu imprécise pour certains matériaux et que la précision de l'équipement utilisé est un facteur de poids, en ingénierie, il a été déterminé que la limite d'élasticité dans les métaux tels que l'acier de construction est celle qui produit une déformation permanente de 0,2% dans l'objet..
Connaître la valeur de la limite d'élasticité est important pour savoir si le matériau est adapté à l'usage que vous souhaitez donner aux pièces fabriquées avec. Lorsqu'une pièce a été déformée au-delà de la limite élastique, elle peut ne pas être en mesure de remplir correctement sa fonction prévue et doit être remplacée.
Pour obtenir cette valeur, des tests sont généralement effectués sur des échantillons réalisés avec le matériau (éprouvettes ou éprouvettes), qui sont soumis à diverses contraintes ou charges, tandis que l'allongement ou l'étirement qu'ils subissent avec chacun est mesuré. Ces tests sont connus sous le nom de essais de traction.
Pour effectuer un test de traction, commencez par appliquer une force à partir de zéro et augmentez progressivement la valeur jusqu'à ce que l'échantillon se brise..
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Les paires de données obtenues par l'essai de traction sont tracées en plaçant la charge sur l'axe vertical et la déformation sur l'axe horizontal. Le résultat est un graphique comme celui illustré ci-dessous (figure 2), appelé courbe contrainte-déformation pour le matériau.
À partir de là, de nombreuses propriétés mécaniques importantes sont déterminées. Chaque matériau a sa propre courbe contrainte-déformation. Par exemple, l'un des plus étudiés est l'acier de construction, également appelé acier doux ou à faible teneur en carbone. C'est un matériau largement utilisé dans la construction.
La courbe contrainte-déformation présente des zones distinctes dans lesquelles le matériau a un certain comportement en fonction de la charge appliquée. Leur forme exacte peut varier considérablement, mais ils ont néanmoins certaines caractéristiques communes qui sont décrites ci-dessous..
Pour ce qui suit, voir la figure 2, qui correspond en termes très généraux à l'acier de construction.
La zone de O à A est la zone élastique, où la loi de Hooke est valide, dans laquelle la contrainte et la déformation sont proportionnelles. Dans cette zone, le matériau est entièrement récupéré après application de la contrainte. Le point A est connu comme la limite de proportionnalité.
Dans certains matériaux, la courbe qui va de O à A n'est pas une ligne droite, mais ils restent néanmoins élastiques. L'important est qu'ils retrouvent leur forme d'origine lorsque la charge cesse..
Ensuite, nous avons la région de A à B, dans laquelle la déformation augmente plus rapidement avec l'effort, laissant les deux non proportionnelles. La pente de la courbe diminue et en B elle devient horizontale.
A partir du point B, le matériau ne retrouve plus sa forme d'origine et la valeur de la contrainte en ce point est considérée comme celle de la limite d'élasticité.
La zone de B à C est appelée zone d'élasticité ou fluage du matériau. Là, la déformation continue même si la charge n'augmente pas. Il pourrait même diminuer, c'est pourquoi on dit que le matériau dans cet état est parfaitement plastique.
Dans la région de C à D, il se produit un écrouissage, dans lequel le matériau présente des altérations de sa structure au niveau moléculaire et atomique, qui nécessitent des efforts plus importants pour obtenir des déformations..
Pour cette raison, la courbe connaît une croissance qui se termine en atteignant la contrainte maximale σmax.
De D à E, il y a encore une déformation possible mais avec moins de charge. Une sorte de formes d'amincissement dans l'échantillon (tube à essai) appelé rétrécissement, ce qui conduit finalement à l'observation de la fracture au point E. Cependant, déjà au point D, le matériau peut être considéré comme cassé.
La limite élastique Let d'un matériau est la contrainte maximale qu'il peut supporter sans perdre en élasticité. Il est calculé par le quotient entre l'amplitude de la force maximale Fm et la section transversale de l'échantillon A.
Let = Fm / À
Les unités de la limite d'élasticité dans le système international sont N / mdeux o Pa (Pascals) car c'est un effort. La limite élastique et la limite de proportionnalité au point A sont des valeurs très proches.
Mais comme dit au début, il n'est peut-être pas facile de les déterminer. La limite d'élasticité obtenue grâce à la courbe contrainte-déformation est l'approximation pratique de la limite élastique utilisée en ingénierie.
Pour l'obtenir, une ligne est tracée parallèlement à la ligne qui correspond à la zone élastique (celle qui obéit à la loi de Hooke) mais décalée d'environ 0,2% sur l'échelle horizontale ou 0,002 pouce par pouce de déformation..
Cette ligne se prolonge pour couper la courbe en un point dont la coordonnée verticale est la valeur de limite d'élasticité souhaitée, notée σOui, comme le montre la figure 3. Cette courbe appartient à un autre matériau ductile: l'aluminium.
Deux matériaux ductiles comme l'acier et l'aluminium ont des courbes de contrainte-déformation différentes. L'aluminium, par exemple, n'a pas la section d'acier approximativement horizontale vue dans la section précédente..
D'autres matériaux considérés comme cassants, comme le verre, ne passent pas par les étapes décrites ci-dessus. La rupture se produit bien avant que des déformations appréciables ne se produisent.
- Les forces considérées en principe ne tiennent pas compte du changement qui se produit sans aucun doute dans la section transversale de l'échantillon. Cela induit une petite erreur qui est corrigée en représentant graphiquement le efforts réels, ceux qui prennent en compte la réduction de la surface au fur et à mesure que la déformation de l'éprouvette augmente.
- Les températures considérées sont normales. Certains matériaux sont ductiles à basses températures, tandis que d'autres fragiles se comportent comme ductiles à des températures plus élevées..
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