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20 févr. 2019 1º) La réponse d'un matériau à une sollicitation mécanique peut être décrite par le calcul : A) des contraintes et des déformations.

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Propriétés mécaniques Pour beaucoup de matériaux les propriétés mécaniques déterminent leurs applications potentielles Ce chapitre fournit une base de compréhension pour les propriétés mécaniques

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structures soumises à des sollicitations extérieures (traction compression cisaillement flexion et torsion) Elle permet d’évaluer les efforts internes les contraintes (normale et tangentielle) ainsi que les déplacements des structures Cet ouvrage de RDM présente des méthodes de calcul des formules pratiques

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optimiser les propriétés des matériaux On s’intéresse ici aux propriétés mécaniques et en particulier à la résistance qui dépend étroitement de la microstructure (Chapitre XX) Trois thèmes sont retenus dans ce chapitre : • Germination et croissance de précipités durcissants

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EXERCICE 3 : Comportement des polymères et des matériaux composites (7 points) Un composite est fait d’une matrice d’époxy renforcée de fibres de verre continues alignées La fraction volumique V f de renfort est égale à 35 Les propriétés mécaniques des constituants sont données ci-dessous E (GPa) Re (MPa) Rm (MPa) A f ( )

CHAPITRE 3 Propriétés mécaniques des matériaux

Ainsi les propriétés mécaniques dépendent de la température d’utilisation de l’état de surface des conditions d’application des efforts de la vitesse de déformation Les propriétés mécaniques sont déterminées au moyen d’essais normalisés

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exercice 2 : comportement mecanique des materiaux (9 pts) L’exercice consiste à déterminer le comportement mécanique d’un acier ordinaire galvanisé destiné pour la carrosserie automobile

Quels sont les propriétés du matériau de construction?

L’une des propriétés importantes du matériau est la résistance en fatigue : aptitude du matériau à résister à un nombre répété de passage des véhicules Conservatoire National des Arts et Métiers Matériaux de construction - CCV015

Qu'est-ce que le comportement mécanique d'un matériau?

Le comportement mécanique d’un matériau est fonction des forces extérieures appliquées et traduit les évolutions de la cohésion de ces atomes. Ainsi, les propriétés mécaniques dépendent de la température d’utilisation, de l’état de surface, des conditions d’application des efforts, de la vitesse de déformation.

Quels sont les propriétés mécaniques des solides?

Les principales propriétés mécaniques sont : • Module d’élasticité • Limite d’élasticité, écrouissage, ductilité • Viscosité, vitesse de fluage, amortissement • Charge à la rupture, résistance à la fatigue, à l’usure 2 COMPORTEMENT ÉLASTIQUE DES SOLIDES 2.1 Définition de l’élasticité

Quels sont les différents types de propriétés mécaniques?

Les principales propriétés mécaniques sont : • Module d’élasticité • Limite d’élasticité, écrouissage, ductilité • Viscosité, vitesse de fluage, amortissement • Charge à la rupture, résistance à la fatigue, à l’usure 2 COMPORTEMENT ÉLASTIQUE DES SOLIDES

Partie V: Propriétés mécaniques

des matériaux

Chapitre 14

Propriétés mécaniques

Pour beaucoup de matériaux, les propriétés mécaniques

déterminent leurs applications potentielles.Ce chapitre fournit une base de compréhension pour les

propriétés mécaniques.

Définitions

Pour une traction (élongation d'une éprouvette)

La contrainte

(N m -2 ) est la charge F (force) sur la section initiale de l'éprouvette A:

La déformation

est l'allongement L sur la longueur initiale de l'éprouvette L o Le module de Young(module d'élasticité) est une mesure de la dureté d'un matériau:Le coefficient de Poisson, , défini comme le ratio de la déformation dans un sens transversal (2) sur la déformation dans le sens d'élongation (1), mesure la variation du volume suite à la déformation: (La loi de Hooke)

ǻV/V=İ

1 (1-2Ȟ) La limite d'élasticité conventionnelle à 0.2% (yield strenghth) est la contrainte correspondant à une déformation plastique de 0.2%. La résistance à la traction(tensile strength) est la contrainte maximale

atteinte.L'allongement à la rupture(ductility) est la déformation maximale atteinte.La déformation élastiqueest réversible alors que la déformation plastiqueest

irréversible.La ténacité(résistance) est l'énergie requise pour la rupture (aire sous la

courbe) La limite élastique peut être interprétée en termes de l'énergie potentielle inter - atomique.

Le module de Young dépends de la

courbure du minimum potentiel. Élasticité et des propriétés reliées

Beaucoup de matériaux ayant un faible

module de Young sont élastiques. Les polymères (élastomères) sont un cas représentatif. Une diminution de l'entropie est à l'origine de la grande élasticité des polymères. Le néoprène est un élastomère et le polynorbornène ne l'est pas (plus rigide et contient du liquide).

1) Le module de Young

E est lié à la vitesse du son v par: Un matériau de haut module et de faible densité peut produire une grande vitesse du son. 2) Dans le cas d'une compression élastique: P est la pression hydrostatique; K est le module isotherme et c est la compression (changement en dimension/dimension originale) .

K= -V(dP/dV)

Au-delà de la limite élastique

Dépassant la limite élastique, un matériau cassant casse et un matériau ductile subit une déformation plastique (ex. un polymère cristallin en- dessous et au-dessus de sa température de transition vitreuse T g L'induction d'une déformation plastique (permanente) conduit à l'apparition d'une boucle d'hystérésis dont la région est proportionnelle à

l'énergie absorbée par le matériau. Au-delà de la limite élastique, la vitesse à laquelle la charge est

appliquée (temps d'observation) devient importante - viscoélastique.

L'augmentation de la résistance à la

traction est due au durcissement du matériau.

Défauts et dislocations

Certaines propriétés mécaniques sont directement liées aux défauts présents dans le matériau (type et position).

Défauts sans dimension:

défauts ponctuels Défauts à une dimension: défauts linéaires

Dislocation-vis

Dislocation-coinSous l'effet d'une charge mécanique, beaucoup de métaux se déforment à <1% de la résistance (strength) théorique en raison de la glissade facile des dislocations- coin.

La présence des impuretés crée les

joints de grains (interface entre régions homogènes) qui peuvent arrêter la glissade des dislocations. Ceci a pour effet d'augmenter la dureté du matériau. La dureté peut être modifiée par un traitement thermique ou mécanique. Sous contrainte, une fissure dans un matériau peut se propager en dégageant de l'énergie (énergie de déformation, libération de contrainte) et dépensant de l'énergie (énergie de surface et énergie pour la réorganisation dans la région de fissure).

Propagation de fissure

La constante

a 2 /E; favorable à la propagation W est le travail de fracture; défavorable à la propagation W ~ 10 4 -10 6 G s (énergie de surface) pour les métaux ductiles W ~ 10G s pour les verres cassants L G = 2WE/( 2

La longueur de Griffith:

Quand la longueur de fissure est plus petite que L G , la dépense en énergie de surface et de réarrangement interne dépasse le gain en énergie par la libération de contrainte, la fissure est stable. Par contre, la fissure se propage si sa longueur dépasse L G

La valeur de L

G varie considérablement d'un matériau à l'autre. L'état de surface de la fissure influence la vitesse à laquelle elle se développe. Les fibres cristallines fines ( diamètre ~ microns) sont moins probables d'avoir des microfissures en surface et contiennent moins de dislocations; par conséquent, elles sont plus fortes mécaniquement.

Adhésion

L'adhésion des deux matériaux a lieu lorsque leurs atomes ou molécules sont en contact de manière tellement intime que les interactions intermoléculaires faibles (van der Waals) sont capables de renforcer le

contact de façon collective. Une adhésive doit d'abord mouiller le substrat, s'étendre sur la surface

(tension de surface de l'adhésive est importante), puis écouler dans les microfissures et finalement se durcir (par évaporation du solvant ou polymérisation). L'autre critère d'une bonne adhésive est la grande force d'interaction à la fois entre l'adhésive et le substrat (force adhésive), et à l'intérieur de l'adhésive (force cohésive); cette dernière est liée à la résistance du matériau utilisé. Propriétés électromécaniques: L'effet piézoélectriq ue Un cristal ionique non-centrosymétrique (e.x. quartz) est piézoélectrique, c-a-d, une contrainte appliquée peut changer sa polarisation électrique (effet direct). Faisant partie d'un circuit électrique, l'effet piézoélectrique peut produire un potentiel électrique (un éclatement momentané). Lorsqu'un champ électrique est appliqué à travers un cristal ionique, une déformation peut être induite (effet inverse), laquelle peut être utilisée

pour un mouvement contrôlé par un champ électrique.Sous l'effet d'un champ alternatif, la déformation (épaisseur d'un cristal)

peut osciller avec la même fréquence (e.x. créer une vibration à la fréquence propre du quartz - référence de pulsation)quotesdbs_dbs6.pdfusesText_11

[PDF] CHAPITRE 3 Propriétés mécaniques des matériaux

Quels sont les propriétés du matériau de construction?

Qu'est-ce que le comportement mécanique d'un matériau?

Quels sont les propriétés mécaniques des solides?

Quels sont les différents types de propriétés mécaniques?

Partie V: Propriétés mécaniques

Chapitre 14

Propriétés mécaniques

Définitions

La contrainte

La déformation

ǻV/V=İ

Le module de Young dépends de la

Beaucoup de matériaux ayant un faible

1) Le module de Young

K= -V(dP/dV)

Au-delà de la limite élastique

L'augmentation de la résistance à la

Défauts et dislocations

Défauts sans dimension:

Dislocation-vis

La présence des impuretés crée les

Propagation de fissure

La constante

La longueur de Griffith:

La valeur de L

Adhésion