RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX
Méthodes et moyens expérimentaux
La résistance des matériaux fait un large appel à l'expérimentation soit pour définir les propriétés des matériaux, soit pour vérifier les hypothèses de calcul.
Essais des matériaux
Courbe d'écrouissage
Encyclopædia Universalis France
Les données nécessaires pour caractériser les matériaux ou pour chiffrer les critères de dimensionnement sont déterminées par des essais sur éprouvettes, effectués en général sur des machines universelles de traction. Les caractéristiques d'élasticité (module de Young et coefficient de Poisson), la limite d'élasticité, la limite de rupture sont obtenues d'après la courbe d'écrouissage, résultat d'un essai en traction simple à vitesse de déformation constante. D'autres types d'essais en traction simple sont utilisés : l'essai de fluage, où l'on étudie comment varie la déformation d'une éprouvette en fonction du temps lorsque celle-ci est soumise à une force constante ; l'essai de relaxation, où l'on examine la variation en fonction du temps de la contrainte dans une éprouvette soumise à une déformation maintenue constante ; les essais cycliques sur machines hydrauliques asservies, où la contrainte (ou la déformation) varie périodiquement en fonction du temps.
Essais sur modèles
Lorsque les pièces à étudier ont des formes très tourmentées, les hypothèses générales de la résistance des matériaux (principe de Saint-Venant, hypothèse de Bernoulli) sont mal vérifiées et l'on a souvent recours aux essais sur modèles. Ils sont essentiellement constitués par les techniques de photoélasticimétrie dont le principe est le suivant : un modèle de la pièce est réalisé en une résine transparente susceptible de devenir biréfringente lorsqu'on lui applique des efforts. Le modèle soumis aux efforts similaires à ceux de la pièce est traversé par une lumière polarisée qui est analysée par un polariseur. Des franges apparaissent qui caractérisent les déformations. On en déduit les contraintes par calcul. Cette technique, surtout utilisée pour des problèmes bidimensionnels (analyses par tranches planes), s'applique également à des modèles à trois dimensions.
Essais de structures
Les essais de structures réelles demandent des forces importantes qui sont en général créées par des vérins hydrauliques pouvant être asservis et dont la commande peut être programmée sur ordinateur. Les paramètres analysés sont en général les déplacements, mesurés par des capteurs mécaniques ou électriques, ou par des méthodes lasers, et les déformations, accessibles directement grâce aux jauges de déformation à fil résistant, et à la photogrammétrie. Un fil résistant conducteur est collé sur la structure au point où l'on désire connaître la déformation ; la colle assurant une liaison parfaite, il subit le même allongement (ou raccourcissement) que la structure. La formule de sa résistance électrique : R = ρl/s, montre que, si le conducteur de longueur l s'allonge (ce qui entraîne une diminution de section par contraction de Poisson), sa résistance R augmente. En insérant ce fil dans un pont électrique de Wheatstone, une mesure de la variation de résistance constitue une mesure de déformation :
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Écrit par
- Jean LEMAITRE : professeur à l'université Paris-VI
Classification
Médias
Glissement freins bloqués
Encyclopædia Universalis France
Vecteur contrainte sur partition d'un solide
Encyclopædia Universalis France
Élément infiniment petit : déformation
Encyclopædia Universalis France
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