Essais de Flexion et Torsion Combinées - Rapport TP Génie Civil

Rapport des Travaux Pratique:
Des essais de
Réalisé par :
•ELKHATTARI badr Eddine Encadré par :
•Pr H. ELALAOUI
•Pr R.BOUFERRA
Département GénieCivil
Filière GénieCivil
2 ème année cycled’ingénieur
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Remerciement
Au termedecetravail,noustenonsàexprimer notre gratitude ànotre cherprofesseur
Mr. H. ELAlaoui pour son suivi et son énorme effort, qu’il n’a cesséde nous fournir
le maximum d'informations et qui nous a permet de mettre en pratique nos acquis
théoriques.
Nous tenons à remercier également Mr. Rachid Bouffera, professeur des résistances
des matériaux, pour ses précieuses informations qu’il nous a prodigués avec intérêt et
compréhension.
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IV. TP : ESSAI DE FLEXION ET TORSION
COMBINEES
Introduction:
Une pièce est très rarement soumise à une sollicitation simple (pure). Dans la plupart des cas,
àun effort de traction se rajoute un moment de flexion, ou àce moment de flexion se
superpose un couple de torsion. Il existe même des pièces sur lesquelles agissent ces trois
types de sollicitations.
Cet essai sert à appliquer une flexion et une torsion dans différentes proportions à des
éprouvettes de section circulaire.
En vertu du principe de superposition des efforts (voir introduction), l’état de contrainte d’une
barre rigide se détermine par addition des contraintes provoquées par chacune des types de
chargement simple. Il en va de même pour les déformations (déplacements).
L'objet de l’essai :
L’objectif de ces mesures est de :
•Etudier le comportement d’une éprouvette soumise à une sollicitation combinée
Flexion-Torsion
•Vérifier les critères de Rankine, Guest et Haigh.
Principe de l’essai :
Le principe général de l’essai consiste à appliquer des poids allant de 5N à 45 N avec un pas
de 4N pour ainsi déterminer la rupture élastique d'une éprouvette soumise simultanément à
plusieurs rapports de flexion et de torsion.
Mode Opératoire :
Matériels :
•Le banc d’essai
•Le bras de chargement
•Les masses : 4x10N, 1x5N, 2x2N, 1x1N
•Un niveau à bulle fin
•Pied à coulisse
Figure27: appareild’essai
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Détail du plateau de chargement :
Sur le plateau chargement il y’a deux séries de repères, une est destiné à l’accrochage du bras
de chargement et l’autre pour l’utilisation du comparateur. Ces marquages correspondent à
l’angle du chargement appliquant la sollicitation combinée à l’éprouvette. Autrement dit,
quand le chargement est appliqué à 0°,il s’agit de torsion pure et quand le chargement est
appliqué à 90°,il s’agit de flexion pure.
En effet :
▪Si 𝜃= 0°on a un torsion
▪Si 𝜃= 90°on flexion
Ona :
oM = 0,1 ×P × sin(θ) donc pour θ=0° M=0 et T=0.1×P
oT = 0,1 ×P × cos(θ) et pour θ=90° M=0.1×P et T=0
Manipulation
La manipulation est réalisée sur deux éprouvettes de même matériau (acier EN1A)
•Préliminaire
Mesurer le diamètre « a » à l’aide du pied à
coulisse.
Eprouvette A : a=3.95mm Eprouvette B:
a=4.02mm
•Mise en place de l’éprouvette :
L’éprouvette doit être tout d’abord encastrée dans les mors du bâti. Pour cela, on dispose le
congé environ 2mm du bord du mors comme l’indique la figure suivante, de façon à ce que
l’éprouvette soit concentrée.
Figure28: Banc de chargement Figure29: appareild’essai
Figure30: éprouvetted’essai
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Ensuite, pour mettre le plateau horizontal on utilise le niveau à bulle fin.
Interprétation des résultats :
Après avoir réalisé les manipulations sur les deux éprouvettes, on a obtenu la synthèse
suivante :
Eprouvette A
015 30 45 60 75 90
Pmax 39 39 45 43 45 41 35
M0 1,009 2,25 3,478 3,897 3,96 3,5
T3,9 3,76 3,897 2,527 2,25 1,061 0
Figure31: la mise en place de l’éprouvette
Chargements et mesures:
La série de mesure se déroule en deux temps, en déplaçant le bras de chargement de 0°à90°
avec la première éprouvette, puis de 90°à 0°en utilisant la deuxième éprouvette. Mode
opératoire On charge le bras avec les masses indiquées, on regarde attentivement le
comportement de l’aiguille du comparateur. Si on est en dessous de la limite élastique
l’aiguille se stabilisera rapidement. Dans ce cas, on relève la valeur du comparateur Résultat
des mesures.
D’après les tableaux des mesures, on procède au calcul du moment de flexion M et du
moment de torsion T en utilisant les formules suivantes :
M = 0,1 ×P × sin(θ) T = 0,1 ×P × cos(θ)
Avec : P = Charge (N) + Pois du bras de chargement (5N)
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