Dureté ? Rigidité ? Résistance ? Résilience ? Quelle différence ?

g0b · 3 Sept 2019

phil135 a dit:
le coup du fil de fer c'est de l’écrouissage local : la matière est durcie mais aussi fragilisée et au pliage dans l'autre sens il se créé une fissure; qui progresse à chaque fois

Tout à fait. Ca n'a rien à voir avec une rupture de fatigue (qui se manifeste pour des sollicitations inférieures à Re et sur un nombre de cycles de l'ordre du million)

phil135 · 3 Sept 2019

pour le verre qui coule lentement , il me semble me souvenir avoir lu que lors des restauration de vitraux authentiques du moyen-age ça a été confirmé ... au pied à coulisse et par statistique (un peu plus épais en bas qu'en haut, après 800 ans)

donc pour une vitre récente à l’œil nu ...

g0b · 3 Sept 2019

Sans entrer trop dans les détails, effectivement on trouve des vitraux de cathédrales plus épais en bas qu'en haut. Ca ne prouve pas que le verre coule ! Il semblerait qu'à l'époque on ne savait pas faire de plaques de verre d'épaisseur constante (c'était plutôt des disques un peu plus épais au centre, et recoupés). Et dans les vitraux, la règle était de mettre systématiquement la partie la plus épaisse en bas (je ne sais pas si c'est pour des raisons optiques, mécaniques ou les deux).

yvon29 · 3 Sept 2019

Bonjour

g0b a dit:
..... rupture de fatigue (qui se manifeste pour des sollicitations inférieures à Re et sur un nombre de cycles de l'ordre du million)

Oui la fatigue se fait sous sollicitation ( efforts , contraintes.... ) qui varie ... de manière cyclique.
Par exemple démarrage / arrêt d'une machine : cycle 0 / +
Mais aussi augmentation / diminution du chargement sans revenir à 0 de contrainte : cycle + / + (ralentir / accélérer un moteur...)
Il y a aussi des cycles - / + (typiquement le vibratoire...)

Evidemment la durée de vie est différente suivant le cyclage ...

La fatigue peut s'étudier au dessus de 1000 cycles :
- En dessous de 1000 c'est vraiment aléatoire.
- Et au dessus de 10 millions (pour la plupart des métaux) la courbe est à 2% au dessus de son asymptote à l'infini ...
Plus simplement : si la pièce testée n'a pas fissuré à 10**7 cycles , en prenant ensuite une marge de 2% , elle ne fissurera jamais...

Pour vérifier il faut faire une étude statistique (méthode de l'escalier - staircase dans la littérature ).

A suivre

serge 91 · 3 Sept 2019

g0b a dit:
! Il semblerait qu'à l'époque on ne savait pas faire de plaques de verre d'épaisseur constante (c'était plutôt des disques un peu plus épais au centre, et recoupés).

A ma connaissance, la méthode de l'époque consistait à souffler un cylindre, à le couper en longueur et à l'étaler sur un "marbre", donc, épaisseur aléatoire...
De plus, même si c'est vrai, de combien ? (un micron ou 1 mm)

g0b · 3 Sept 2019

Soufflage en couronne — Wikipédia

fr.wikipedia.org

Apparemment, pour l'étaler, c'était plutôt par une méthode centrifuge (d'où l'épaisseur + importante au milieu)

joumpy · 3 Sept 2019

Le fluage du verre à 20°C: niet, les constantes de temps sont énormes.
Maintenant, les premiers verres fabriqués (les vitraux de cathédrale) étaient d'une composition approximative et en tous cas avec beaucoup d'additifs destinés à baisser la température de ramollissement pour le travailler plus facilement. Du coup les constantes de temps sont plus faibles... Mais du fait de la fabrication approximative qui devait privilégier la répartition de la teinte par rapport à l'épaisseur: ouste les preuves.

Pour le panneau de verre de @fredcoach , je vois plusieurs facteurs aggravant:
1°) l'écartement de 1m60 qui augmente la contrainte sur le verre
2°) l'épaisseur du verre probablement faible du panneau pour des raisons de transmission du rayonnement qui augmente encore la contrainte
3°) Le fait qu'un panneau solaire nécessite du soleil donc une température plutôt élevée
4°) Le fait que le silicium de panneaux solaires est de couleur noire donc température encore plus élevée.
Ce ne serait donc pas du fluage pur mais du fluage sous charge et loin des 20°C...

L'une des applications les plus bluffantes du verre concerne les plaques vitrocéramiques: le verre n'a aucune chance de résister à un choc thermique pareil, la céramique non plus, mais en dosant précisément la quantité de cristaux dans le verre: ça marche! Par contre, ça reste du verre, donc pas de marteau...
Dans les plastiques, on sait doser les longueurs de molécules pour avoir la température de transition vitreuse que l'on souhaite et donc ajuster les propriétés mécaniques... toujours dans une certaine mesure!

lion10 · 3 Sept 2019

Bonjour

Pour le fluage de l'acier et du fer si je comprends bien comme c'est en rapport avec la température de fusion élevée on devrait en pratique l'oublier sauf environnement particulier..

Pour le plastique concernant le fluage il est dit que cela arrive à température ambiante, je suppose que c'est parce que la température de fusion du plastique est faible et qu'en appliquant un coefficient à celle ci on atteint une température inclue dans les gammes climatiques suivantes assez courantes disons par exemple [0 70°c], voire [-55 °c , +125 °c].

Puisqu'il n'est apparemment pas question d'effort sauf erreur, une plaque de plastique va se transformer même laissée sur une table, sa surface va augmenter si le fluage crée une diminution de l'épaisseur ou l'inverse; en effet je suppose que le volume ne diminue pas mais que la forme est déformée, il y a vraisemblablement une conservation de la matière n'est ce pas ?
Si l'environnement est froid que va -t-il se passer, la matière se contracte et cet effet prédomine par rapport au fluage qui n'agit qu'en température positive ?

Le fluage du plastique s'accompagne -t-il du changement de l'aspect de la matière décelable au toucher je pense notamment à une matière plus collante au toucher ?

cdlt lion10

g0b · 3 Sept 2019

lion10 a dit:
Pour le fluage de l'acier et du fer si je comprends bien comme c'est en rapport avec la température de fusion élevée on devrait en pratique l'oublier sauf environnement particulier..

Tout à fait.

lion10 a dit:
Puisqu'il n'est apparemment pas question d'effort sauf erreur, une plaque de plastique va se transformer même laissée sur une table, sa surface va augmenter si le fluage crée une diminution de l'épaisseur ou l'inverse; en effet je suppose que le volume ne diminue pas mais que la forme est déformée, il y a vraisemblablement une conservation de la matière n'est ce pas ?
Si l'environnement est froid que va -t-il se passer, la matière se contracte et cet effet prédomine par rapport au fluage qui n'agit qu'en température positive ?

Plus c'est froid, plus le fluage sera faible (pour simplifier), mais ca ne marche pas dans l'autre sens, ce n'est pas comme de la dilatation thermique.
Bien sur, il y a conservation de matière (c'est un glissement des molécules les unes par rapport aux autres, donc le volume ne change pas)
Pour une plaque posée, théoriquement, oui, mais en pratique, c'est infime et difficilement décelable. En revanche, une plaque sur 2 appuis, ca va vite se voir !

lion10 a dit:
Le fluage du plastique s'accompagne -t-il du changement de l'aspect de la matière décelable au toucher je pense notamment à une matière plus collante au toucher ?

Non, ca c'est un autre phénomène. Si tu parles des plastiques souples qui deviennent poisseux avec le temps, ca peut être dû par exemple à la migration des plastifiants vers la surface avec le temps.

phil135 · 3 Sept 2019

g0b a dit:
disques un peu plus épais au centre

ça c'est une méthode de la toute fin du moyen-age, début renaissance, les cathédrales étaient déjà construites

serge 91 a dit:
souffler un cylindre, à le couper en longueur

plus récent peut-être 17eme. utilisé jusqu'à l'invention du "float". on en voit encore parfois. l'épaisseur est pas si mal, mais il y a souvent des bulles

étude cnrs apparemment l'écoulement des matériaux amorphes c'est subtile

serge 91 · 3 Sept 2019

lion10 a dit:
Puisqu'il n'est apparemment pas question d'effort sauf erreur,

SI, il y a un effort, la pression engendré par son propre poids ! (pas de fluage en apesanteur)

Elle est donc quasi nulle pour une plaque posée sur un support...

serge 91 · 3 Sept 2019

g0b a dit:
En revanche, une plaque sur 2 appuis, ca va vite se voir !

Je suis pas sur que ce soit simplement du au fluage, plutôt à l’allongement du "dessous" au delà de la zone élastique(déformation permanente)

joumpy · 3 Sept 2019

La déformation plastique, c'est celle qui est immédiate. Le fluage sous charge, c'est la déformation qui va se faire dans le temps.

phil135 · 3 Sept 2019

le cas de fluage rapide c'est par exemple une rondelle en plastique (teflon) serrée modérément
si on redémonte de suite elle reprend sa forme, on était dans la limite élastique
si on attend un an elle s'est écrasée et le reste, et même l'écrou ne serre plus vraiment : fluage pour se conformer à l'espace disponible

fredcoach · 3 Sept 2019

joumpy a dit:
Pour le panneau de verre de @fredcoach , je vois plusieurs facteurs aggravant:
1°) l'écartement de 1m60 qui augmente la contrainte sur le verre
2°) l'épaisseur du verre probablement faible du panneau pour des raisons de transmission du rayonnement qui augmente encore la contrainte
3°) Le fait qu'un panneau solaire nécessite du soleil donc une température plutôt élevée
4°) Le fait que le silicium de panneaux solaires est de couleur noire donc température encore plus élevée.
Ce ne serait donc pas du fluage pur mais du fluage sous charge et loin des 20°C...

En effet, il valait mieux ne pas mettre la main dessus en fonctionnement, c'était un coup à rester collé!
Du polycarbonate à la place du verre? Je ne suis pas certain qu'il aurait supporté la température.
Et les points d'appui se trouvaient très près des bords, le pire en termes de contrainte.
Je ne les ai pas sous la main mais l'épaisseur est de seulement quelques millimètres.
Je les avais simplement collés sur deux bandes de plastique aux bords du toit pour absorber les chocs pendant la conduite.

bilou(te) · 20 Oct 2020

g0b a dit:
...résilience

La résilience, c'est la résistance au choc. autrement dit, c'est l'inverse de ce qu'on entend plus couramment par la "fragilité". Ca correspond à l'énergie au dessus de laquelle une éprouvette normalisée va casser. En général, plus un matériau est résistant/dur, plus il sera fragile. C'est pour ça que l'équivalence dureté/résistance a ses limites : au delà d'une certaine résistance, c'est trop fragile pour supporter certains types d'efforts (et les traitements thermiques sur les aciers ne donnent pas un matériau homogène, donc on peut avoir une dureté importante en surface, mais une résistance beaucoup plus faible à coeur)

Bonjour

Je ne sais pas trop si je suis au bon endroit pour ma question. Suite à un choc, une vis de chariot élévateur a cassé et ponctuellement, elle a travaillé en traction.
Mon problème, c'est que si j'ai bien les infos sur la résistance en statique de la vis, je ne sais pas quelle est sa résistance au choc (comme pour un arrache à inertie par exemple).
Posée autrement, voici ma question :
si on prend une vis qui résiste à 1000N (valeur arbitraire), qu'on la place verticale
on exerce par à-coups une force de 500N sur la tête de la vis.
La vis va lâcher au bout d'un certain nombre de chocs, a priori. Oui, non ?
Si je veux que ma vis lache en un seul choc, quelle énergie dois-je lui transmettre ?

Merci d'avance pour le coup de main !

g0b · 20 Oct 2020

Il n'y a pas de lien (dans le sens "pas une formule qui permet de passer de l'un à l'autre") entre la résistance à la traction et la résilience (ce que tu appelles "résistance au choc").
Donc il faut que tu identifies la nuance d'acier et son état, et en fonction de ca, que tu recherches la valeur de la résilience (notée KCU dans les fiches matériaux) qui te donne la résistance au choc en J/cm2 de section.

bilou(te) · 20 Oct 2020

Bonjour g0b et merci pour ta réponse très rapide, je vais aller regarder ça. Pour une vis de classe 10.9, il n'y a pas de norme sur le KCU dont tu parles j'imagine ?
Merci encore et bonne fin de journée

g0b · 20 Oct 2020

Pas à ma connaissance...
Mais bon, à la louche, tu peux partir sur un ordre de grandeur de ~~40J/cm2~~ 20J/cm2, ca doit pas être complètement idiot.

cf : http://www.technocalcul.com/FR/resistance_meca_vis.html

serge 91 · 20 Oct 2020

g0b a dit:
qui te donne la résistance au choc en J/cm2 de section.

Oui, mais,
Si j'ai bien compris son ¨Pb, il est question de chocs "en traction" et donc qui s'exercent sur le filetage et sur l'âme
le filetage en résilience, l'âme en traction ....

g0b · 20 Oct 2020

@serge 91 : je ne comprends pas bien ta distinction entre le filet et l'ame. Un petit dessin dont tu as le secret peut être ?

serge 91 · 20 Oct 2020

J'étais en train de le faire
Moi pas bien savoir causer, alors moi dessiner (pas bien non plus)

g0b · 20 Oct 2020

Je ne vois pas bien comment on transmet un choc dans ce sens, axialement... Et je ne comprends pas bien pourquoi tu fais cette distinction... En général une vis qui casse, c'est le noyau, pas les filets qui s'arrachent (sauf si il n'y en n'a pas assez en prise, c'est un autre problème) car la surface cisaillée des filets > section de la vis

serge 91 · 20 Oct 2020

g0b a dit:
Je ne vois pas bien comment on transmet un choc dans ce sens, axialement...

bilou(te) a dit:
(comme pour un arrache à inertie par exemple).

C'est ce qui m'a amené à ça...
et à me dire que son Pb est plus compliqué qu'il n'en a l'air .
Surtout que

bilou(te) a dit:
Si je veux que ma vis lache en un seul choc, quelle énergie dois-je lui transmettre ?

midodiy · 20 Oct 2020

Je voudrais pas vous interrompre mais voilà, je me fabrique mes P.O. pour mes outils de tour.
Dans un ancien sujet, le regretté Moissan disait que le P.O. travaillait à la flexion donc quelque soit l'acier, le resultat est le meme.(même module de young)
J'utilise de l'acier de construction donc un acier doux que certain appelle "a ferrer les anes", j'aurais quoi de plus avec un acier plus dur?
Merci.

phil135 · 20 Oct 2020

du coté du module de young il ne se passera pas grand-chose. par contre les limites seront repoussées

g0b · 20 Oct 2020

Avec un acier doux, il se déformera pareil à effort égal. Mais si l'effort devient vraiment important, celui en acier dur reviendra à sa forme initiale alors qu'en acier doux, il sera définitivement déformé.

midodiy · 20 Oct 2020

Ok, j'ai compris, merci.

serge 91 · 20 Oct 2020

Faut bien voir que le module de Young, c'est la pente E

yvon29 · 20 Oct 2020

Bonsoir

Désolé je n'ai pas écrit assez vite...
Tu as eu la réponse,

Bah je poste ce qui suit quand même.

midodiy a dit:
Moissan disait que le P.O. travaillait à la flexion donc quelque soit l'acier, le resultat est le meme.(même module de young)

Tout à fait exact...

La différence entre un acier à ferrer les ânes et un 42CD4 ou Z12CND12 (par exemple) c'est d'abord la limite élastique et ensuite la limite en fatigue.

Tant qu'on n'excède pas la limite élastique la pièce ne risque ni déformation, ni rupture.

Par contre, dès qu' il y a déformation permanente, on a commencé à créer des glissements entre des atomes qui commencent à perdre des liaisons avec leurs voisins, ou encore des glissements, et à chaque fois que l'effort sera appliqué, d'autres atomes seront décollés, et progressivement ça va conduire à une fissure de plus en plus grande.

Dureté ? Rigidité ? Résistance ? Résilience ? Quelle différence ?

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