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Essais mécaniques : Les essais de tractions transversales ou longitudinales

Publié: le 29/09/2012 à 08:25 Dernière mise à jour: le 29/09/2012 à 08:25 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 251
L'essai de traction consiste à soumettre une éprouvette de section cylindrique ou de section prismatique à un effort progressif et croissant jusqu'à la rupture de la pièce d'essai.
Le prélèvement de l'éprouvette de traction par usinage est réalisé dans le sens transversal à la soudure ou dans le sens longitudinal de la soudure.


1 - Principe de l'essai mécanique de traction

Cet essai est réalisé sur une machine spéciale qui enregistre les efforts et les allongements grâce à des capteurs d'extensiométrie. L'essai permet de caractériser les propriétés mécaniques d'un matériau ductile. Cet essai est l'un des principaux critères de classement des matériaux.
La norme européenne de référence est la NF EN ISO 4136 Mai 2011 pour l'essai de traction transversale et la norme européenne NF EN ISO 5178 Mai 2011 pour l'essai de traction longitudinale.

2 - Localisation des éprouvettes de traction dans un joint soudé




Différents types d'éprouvettes de traction
Traction cylindrique Traction prismatique




3 - Les dimensions des éprouvettes de traction

3 - 1 - Les dimensions des éprouvettes de traction cylindrique

Éprouvette de traction cylindrique



Dimensions d'usinage de l'éprouvette cylindrique (mm)
Ø A Ø B D LC LO R SO
M 6 4 12 25 20 2 12,57mm2
M 8 4 12 25 20 2 12,57 mm2
M10 6 14 40 30 2 28,27mm2
M10 6 16 60 30 5 28,27mm2
M12 6 16 60 30 5 28,27mm2
M12 8 16 60 40 5 50,26mm2
M14 10 18 70 50 5 78,54mm2
M16 10 18 70 50 5 78,54mm2


3 - 2 - Les dimensions des éprouvettes de traction prismatique

Éprouvette de traction prismatique



Dimensions d'usinage des éprouvettes plates de traction (en mm)
Dénomination Symboles Dimensions
Largeur b1 des têtes de fixation b1 b + 12 mm
Longueur Lc de la partie calibrée Lc > Ls + 60 mm
Rayon R de raccordement des têtes sur la partie calibrée R > 25 mm
Largeur b de la partie calibrée de l'éprouvette de traction Tôles soudées b b = 12 mm pour a <= 2 mm
Largeur b de la partie calibrée de l'éprouvette de traction Tôles soudées b b = 25 mm pour a > 2 mm
Largeur b de la partie calibrée de l'éprouvette de traction Tubes soudés b b = 6 mm pour Ø tube <= 50 mm
Largeur b de la partie calibrée de l'éprouvette de traction Tubes soudés b b = 12 mm pour 50 < Ø tube <= 168,3 mm
Largeur b de la partie calibrée de l'éprouvette de traction Tubes soudés b b = 25 mm pour Ø tube > 168,3 mm

4 - La traction transversale de toute la section d'un tube de petit diamètre





5 - Les caractéristiques mécaniques de la traction

Caractéristiques de traction Formules de calculs
Limite élastique apparente - Re Re (N/mm[SUP]2[/SUP]) = Fe (N) / So (mm[SUP]2[/SUP])
Résistance à la rupture - Rm Rm (N/mm[SUP]2[/SUP]) = Fm (N) / So (mm[SUP]2[/SUP])
Allongement en % - A % A (%) = ((Lu - Lo) / Lo) x 100
Striction en % - Z % Z (%) = ((So - Su) / So) x 100
Allongement de striction en % Zu (%) = ((So - Su) / Su) x 100


6 - Le diagramme conventionnel de traction

La phase élastique est représentée par la ligne OB. L'éprouvette se déforme (Toute la partie uniforme s'allonge - loi de Hook) sous l'action de la charge et revient approximativement à sa longueur initiale si la charge est supprimée.
La phase plastique est représentée par la ligne BC. Les déformations de l'éprouvette sont permanentes et irréversibles. Le point B est la limite de l'élasticité.
La phase de striction est représentée par la courbe entre Fm et D. La rupture de l'éprouvette est représentée par la lettre D.


7 - Remarques générales

Dans le cas des matériaux fragiles comme les aciers bruts de trempe et les fontes dites grises, il n'y a pas de déformation plastique, Re et Rm sont confondues et l'allongement est nul.

8 - Les valeurs de résistance mécanique ou charge de rupture

La valeur de résistance mécanique d'un matériau peut varier de 80 N/mm2 pour certains aluminiums à 2000 N / mm2 pour certains aciers spéciaux.

[*]Rappel : 1 MPa = 1 N/mm[SUP]2[/SUP] = 0,102 Kgf / mm[SUP]2[/SUP]


9 -
Les vitesses d'essai de traction



[*]Acier : Vitesse inférieure à 0,15 Lo (mm/min) ou inférieure à 30 Mpa / s
[*]Cuivre : Vitesse inférieure à 0,006 Lo (mm/min) ou inférieure à 10 Mpa / s
[*]Aluminium : Vitesse inférieure à 0,009 Lo (mm/min) ou inférieure à 10 Mpa / s


10 -
Détermination de l'allongement A en %

L'allongement est la capacité d'un matériau à se déformer et à s'allonger sans rupture (ductilité du matériau).
La longueur de référence est déterminée par deux coups de pointeau réalisés avant la traction (voir croquis au dessus).
La distance entre repères est généralement de 5 x d (d est le diamètre calibré de l'éprouvette cylindrique)
Si la distance initiale entre repères est de 50 mm et la distance mesurée, après traction, est de 70mm, nous pouvons en déduire que l'allongement du matériau est de 40%.
Allongement (%) = ((Lu - Lo) / Lo) x 100 = ((70 - 50)/ 50) x 100 = 40%

Allongement de l'éprouvette de traction



11 - La longueur entre repères

La longueur entre repères est généralement de 5 x le diamètre de la partie calibré pour les éprouvettes cylindriques et de 5,65 x la racine carrée de la section calibrée pour les éprouvettes prismatiques.

12 - Détermination de la striction Z en %

Striction de l'éprouvette de traction
La striction est le phénomène d'étranglement de la partie calibrée de l'éprouvette. La striction de la partie calibrée s'amorce lorsque la charge maximale de rupture est atteinte (Fm sur la courbe ci-dessus). L'allongement de l'éprouvette augmente très rapidement à ce moment jusqu'à la rupture de l'éprouvette de traction.

Striction (%) = ((So - Su) / So) x 100 = ((10 - 8)/ 10) x 100 = 20%


13 - Les liens Internet utiles
Essais mécaniques : Les essais de résiliences ou essais de flexion par choc
Essais mécaniques : L'essai de texture d'une soudure
Essais mécaniques : Les essais de tractions transversales ou longitudinales
Essais mécaniques : L'essai de filiation de dureté
Métallographie de soudure - L'examen macroscopique et macrographique d'un joint soudé
Métallographie des soudures - Les différents réactifs d'attaque chimique pour macroscopie et macrographie
Métallographie de soudure - L'examen microscopique et micrographique d'un joint soudé
Quels sont les avantages et les inconvénients des techniques de contrôles non destructifs des soudures ?
Le contrôle visuel et le contrôle dimensionnel des cordons de soudures


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Commentaires (1)

02/08/2013 02:46:03 - abdelkader bouhafs
merci
quelle est le but de calcule le rapport 0.5Rt/Rm ?
Rt : la limite élastique
Rm : résistance de rupture