lundi 20 mars 2017

TP RDM Compte rendu essai de traction génie civil PDF

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L'essai de traction est un l'un des trés important essai en RDM, maintenant on va voir le Compte rendu TP RDM essai de traction génie civil PDF .


L'effet de Traction en génie civil

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TP RDM essai de traction 


Introduction :
Parmi tous les essais mécaniques, l'essai de traction est certainement l'essai le plus fondamental. Il sert à déterminer les principales caractéristiques mécaniques telles que le module d'élasticité, le coefficient de Poisson, la limite d'élasticité, la résistance à la rupture, l'allongement après rupture et le coefficient de striction. Son exécution est facile et les résultats obtenus servent à dimensionner toutes sortes des pièces allant d'un pignon microscopique jusqu'à la structure métallique d’un grand hall. Dans la recherche on l'applique pour la caractérisation de nouveaux matériaux et dans industrie pour les contrôles périodiques servant à surveiller la qualité des alliages, des polymères et des céramiques.


1-BUT DE TP DE TRACTION: 

  1. De faire connaître le fonctionnement d’une machine de traction et des capteurs qui y sont appliqués. 
  2. De mesurer des courbes de traction sur des alliages d’aluminium, de cuivre, de laiton et des aciers. 
  3. D’interpréter les résultats obtenus : déterminer la limite élastique, l’allongement à rupture etc.. 
  4. D’estimer la précision de mesure. 

2- Principe de l'essai de traction:
Pour chaque catégorie d’essai défini ci-après, le travail de préparation comportera principalement le calcul des valeurs prévisionnelles de chargement à rupture pour chacune des éprouvettes considérées

3-Materiels:

  •  1-Appareille de traction : 
est permet de réaliser une multitude d’essais différents faisant intervenir des forces de traction ou de compression.
La force d’essai est produite par un système hydraulique actionné à la main et affichée sur un grand indicateur à aiguille.
L’allongement des échantillons est relevé au moyen d’un compteur à cadran.
Les principaux éléments de l’appareil de base sont les suivants :
-socle de la machine (1) doté poignées (11)
-châssis avec traverse fixe (2)
-cadre de charge avec traverses supérieure (3) et inferieur (4)
-système hydraulique composé d’un vérin principal (5) et d’un vérin de transmission avec volant à main.
-affichage de la force (7)
-affichage de l’allongement au moyen d’un compteur à cadran (8)
-Tête de serrage (9) avec échantillon (10)

  • 2-Des éprouvettes.


5-PRINCIPE DE L’ESSAI DE Traction:
L’essai de traction est le moyen le plus couramment employé pour caractériser le comportement mécanique d’un matériau sous une sollicitation progressive à vitesse de chargement faible ou modérée.
Des éprouvettes du matériau concerné, en forme de barreau cylindrique ou parallélépipédique, comportant une partie centrale calibrée, raccordée à
chaque extrémité à deux têtes de section plus importante, sont fixées dans une machine de traction.
On a : .
- 𝑆0 étant l’aire de la section initiale et k un coefficient normalisé pour chaque matériau. Pour un métal, on a
- Pour une éprouvette cylindrique, on a donc :
Où 𝑑0 est le diamètre initial de l’éprouvette.


La section de l’éprouvette est constante, et notée S0, La longueur totale de l’éprouvette est notée 𝑙𝑐, La machine impose un allongement croissant à l’éprouvette, et enregistre simultanément
 • l’effort appliqué F
 • l’allongement  
Selon l’équipement utilisé, li est soit la longueur totale initiale 𝑙𝑐, soit une longueur initiale de référence 𝑙0, entre deux repères tracés sur l’éprouvette :

 

L’essai est généralement poursuivi jusqu’à rupture, après quoi on mesure un allongement rémanent noté Δ𝑙𝑅. 
Au cours de l’essai, pour les matériaux dits fragiles, la rupture intervient avant toute déformation plastique (= permanente), et se produit de façon brutale, avec une cassure rectiligne : Figure 5, rupture fragile, Annexe 1.

Sinon, pour les matériaux dits ductiles, on observe d’abord un allongement élastique (= réversible) généralement proportionnel à la charge (loi de Hooke) ; puis le matériau entre dans le domaine de déformation plastique (= permanente), et la courbe devient plus 
ou moins parabolique, avec une réduction localisée de la section de l’éprouvette (striction) avant la rupture : Figure 6, rupture ductile, Annexe 1. 


Le domaine élastique : est la zone où la déformation subie par l’éprouvette n’est pas définitive : ‘éprouvette revient à sa longueur initial dés que la charge est relâchée. Le point A sur Figure 4, auquel correspond la limite élastique 𝑓𝑦marque la fin de cette zone. On remarque qu’il existe des déformations normales ℇ𝑥 et transversales ℇ𝑦 
Les contraintes et les déformations sont obtenues par les relations suivantes :
Dans le domaine élastique, la contrainte et la déformation sont liées par la loi de Hooke : 

Avec 𝑣 : coefficient de poisson 
E : module d’ Young 

Limite apparente d’élasticité : 
 Courbes de traction 
a. On peut tracer la courbe charge en fonction de l’allongement, soit F en fonction de Δl. Mais les résultats dépendent de la forme et de la taille de l’éprouvette, donc ne sont pas propres au matériau. 
b. Courbe conventionnelle : On préfèrera donc tracer la courbe en rapportant la force F à la section initiale 𝑆0, et en rapportant l’allongement Δl à la longueur initiale 𝑙𝑖 : on obtient la courbe donnant la contrainte σ en fonction de la déformation ℇ (= allongement relatif).(figure 7)

Module de Young : 
Le module de Young ou module d'élasticité (longitudinale) ou encore module de traction est la constante qui relie la contrainte de traction (ou de compression) et la déformation pour un matériau élastique isotrope. 
Le physicien britannique Thomas Young (1773-1829) avait remarqué que le rapport entre la contrainte de traction appliquée à un matériau et la déformation qui en résulte (un allongement relatif) est constant, tant que cette déformation reste petite et que la limite d'élasticité du matériau n'est pas atteinte. La loi d'élasticité est la loi de Hooke :  


Figure: courbes de traction
6-Etude expérimentale: 
Les essais sont conduits sur quatre éprouvettes différentes

Résultat obtenus pour chaque eprouvette calculé :


On trace le graphe. 


Calcule le module de Young: 
Le graphe est une ligne droit passe par l’origine tell que E représente la pente.


Les résultats qu’on a obtenus expérimentalement sont très proches aux les résultats théoriques et ça revient aux les incertitudes causé par le matériel et l’utilisateur.


CONCLUSION:
Dans ce TP, nous avons connaitre le fonctionnement d’une machine de traction et des capteurs qui y sont appliqués, nous avons aussi mesuré des courbes de traction sur des alliages d’aluminium, de cuivre, de laiton et de l’acier.
Ce TP nous a permis de mieux comprendre le comprendre le comportement des matériaux a la traction.
      


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