Résistance des matériaux

UNIVERSITE CHOUAIB DOUKKALI
ECOLE NATIONALE DES SCIENCES
APPLIQUEES EL JADIDA
Filière : Génie Energétique et Electrique « G2E »
Département Science des Technologies Industrielles STIN
Caractérisation des propriétés des
matériaux par les essais mécaniques
Réalisé par :
EL MENDILI Mourad
EL KHARRAZ Mustapha
NAMRI Ilyass
Année universitaire : 2021 /2022
Liste des figures
Fig.1: Le banc d’essai .............................................................................................................6
Fig.2: L’essai de la traction. ....................................................................................................7
Fig.3: après la rupture. ............................................................................................................7
Fig.4: La courbe de contrainte/déformation de l'éprouvette. ....................................................8
Fig.5: Dispositif de compression. ............................................................................................9
Fig.6:le matériau compressé. ..................................................................................................9
Fig.7: La courbe de compression. ......................................................................................... 10
Fig.8: Essai de dureté............................................................................................................11
Fig.9: la courbe de dureté. .................................................................................................... 11
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Tables des matières
Liste des figures ..................................................................................................... 3
Liste des tableaux................................................... Error! Bookmark not defined.
Tables des matières ................................................................................................ 4
Introduction générale ............................................................................................. 5
1. Description de la machine d’essais : ........................................................... 6
2. Sollicitations mécaniques : ........................................................................ 7
La Traction: .......................................................................................................... 7
La compression : .................................................................................................. 9
La dureté: ........................................................................................................... 11
Conclusion générale ............................................................................................. 13
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Introduction générale
Les essais sur les matériaux sont utilisés à différents stades dans l'industrie, que ce soit en résistance
des matériaux pour mettre au point de nouveaux matériaux et les caractériser, pour effectuer des
contrôles qualité sur ligne de fabrication, ou bien encore pour de l'expertise.
Les objectifs des essais sont :
 Se familiariser avec la machine des essais mécaniques (les pièces constitutives, mode d’emploi
...).
 Bien maitriser les étapes qui mènent à l’élaboration des différents essais.
 Etudier le comportement des matériaux en fonction des contraintes : déformations, contraintes
limites.
 Savoir exploiter les connaissances théoriques acquises (Sollicitations et efforts de la RDM).
Tracer le diagramme des efforts…
Hypothèses sur le matériau :
 Élastique linéaire (déformations réversibles et proportionnelles aux contraintes).
 Homogène (même nature du matériau dans tout le solide).
 Isotrope (mêmes propriétés dans toutes les directions).
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1. Description de la machine d’essais :
Fig.1: Le banc d’essai
La machine d'essais de capacité 20 KN permettant d'effectuer des essais sur des éprouvettes
métalliques.
La machine permet selon les accessoires optionnels d'effectuer des tests mécaniques.
L'acquisition des courbes contrainte - déformation est obtenue à l'aide d'un extensomètre et d'une
interface d'acquisition de données avec le logiciel.
Le banc d’essai permet de réaliser les essais (TP) suivants :
➢ Essais de traction sur différents types de matériaux métalliques ;
➢ Essais de compression sur différents types de matériaux ;
➢ Essais de dureté Brinell ;
➢ Essais de dureté Vickers ;Composants de base :
6
2. Sollicitations mécaniques :
La Traction:
Fig.2: L’essai de la traction.
le matériau est soumise à deux forces directement opposées, appliquées au centre de surface des
sections extrêmes et qui tendent à l'allonger.
Fig.3: après la rupture.
7
2.1.1. Résultat de l’essai:
Force
35
30
25
20
15
10
5
0
7.91
11.86
15.82
15.82
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
19.77
27.68
27.68
27.68
31.64
31.64
31.64
31.64
31.64
31.64
27.68
27.68
27.68
27.68
27.68
31.64
0
Fig.4: La courbe de contrainte/déformation de l'éprouvette.
2.1.2. Caractéristiques fondamentales:

Les dimensions du matériau : L = 6,5 cm ; l = 0,7 cm, ; e = 0,1 cm, S = 4,55 𝒄𝒎𝟐

Force maximale : 𝐅𝐦𝐚𝐱 =𝟓𝟗,𝟑𝟐 𝐍

Résistance élastique : 𝑹=𝑭𝒎𝒂𝒙𝑺 , R = 0,13 MPa

Allongement relatif : 𝜺=Δ𝑳𝑳 , 𝜺= 0,006

Module de Young: 𝑬=𝑭𝒎𝒂𝒙𝑺∗𝜺, E = 21,72 MPa
2.1.3. Résultat :
Le matériau utilisé est fragile, Car il y a une rupture fragile et brusque sans déformation plastique.
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Chapitre III
Résultats et discussion
La compression :
dans cet essai la poutre est soumise à deux forces directement opposées, appliquées au
centre de surface des sections extrêmes et qui tendent à la raccourcir.
Fig.5: Dispositif de compression.
On pose un morceau du polystyrène à l'intérieur de la machine, puis on fait descendre la barrière
jusqu'à ce qu'on obtient la compression comme illustré dans la figure ci-dessous :
Fig.6:le matériau compressé.
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Chapitre III
Résultats et discussion
2.2.1. Résultat de l’essai
Fig.7: La courbe de compression.
2.2.2. calculs :

Les dimensions du matériau : h = 2,4 cm

Diamètre de la pièce de compression de la machine : D = 5,7 cm

Surface de contact : S = 25,51 𝒄𝒎𝟐

Force maximale : 𝐅𝐦𝐚𝐱 =𝟐𝟔𝟎 𝐍

Résistance élastique : R = 0,1 MPa

Allongement relatif : 𝜺 = 0,02

Module de Young : E =5 MPa
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Chapitre III
Résultats et discussion
La dureté:
Fig.8: Essai de dureté.
2.3.1. Résultat de l’essai :
250
200
150
100
50
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.13
0.13
0.14
0.15
0.15
0.15
0.15
0
Fig.9: la courbe de dureté.
11
Chapitre III
Résultats et discussion
2.3.2. calculs :
Diamètre de la bille : d = 0,7 cm
La taille de l'empreinte laissée : d’= 0,5 cm
Surface de contact : S = 38,48 𝒎𝒎𝟐
Force maximale : 𝐅𝐦𝐚𝐱 =𝟏𝟔𝟐 𝐍
Résistance élastique : R = 4,2 MPa
La dureté HB : 𝑯𝑩=𝟎,𝟎𝟔𝟒𝟗∗𝑭𝑫∗(𝑫−√𝑫𝟐−𝒅𝟐)
HB = Dureté Brinell.
F = Force appliquée [N].
D = Diamètre de la bille [mm].
Caractérisation des propriétés des matériaux par les essais mécaniques 12
d = Diamètre de l'empreinte laissée par la bille [mm].
HB = 0,714.
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Chapitre III
Résultats et discussion
Conclusion générale
A travers ce TP, nous avons eu l’opportunité de participer à l’élaboration des différents
essais et l’étude du comportement des matériaux en fonction des contraintes : déformations,
contraintes limites , et à l’exploitation des connaissances théoriques acquises.
Puis on a pu utiliser le logiciel EXCEL pour le traçage numérique du diagramme des efforts.
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Chapitre III
Résultats et discussion
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