Définition et mesure des contraintes résiduelles
Toutes les contraintes qui sont dans les matériaux, même en absence de charges extérieures, se nomment contraintes résiduelles. Les contraintes résiduelles peuvent être donc présentes à l’origine dans le composant, et même à notre insu elles peuvent s’ajouter aux contraintes induites par des charges extérieures appliquées.
Il en résulte que les contraintes résiduelles influencent le comportement des composants mécaniques et peuvent donc en compromettre la stabilité structurelle, dimensionnelle, et la résistance à la rupture et à la fatigue: en effet, un état de contraintes résiduelles de traction facilite la propagation d’une fissure éventuelle et donc réduit la vie sous fatigue d’un composant mécanique.
Les contraintes résiduelles limitent donc la capacité de charge et la sécurité des composants mécaniques durant leur exercice, et peuvent trouver une réponse efficace uniquement si elles sont connues aussi bien quantitativement que qualitativement.
Demande De Renseignements
MODALITE DE MESURE DES CONTRAINTES RESIDUELLES: LA METHODE AVEC JAUGES DES CONTRAINTES
La mesure des contraintes résiduelles avec la méthode qui utilise les jauges de contraintes peut être semi-destructive ou destructive; les méthodes les plus importantes sont les suivantes:
- Enlèvement de couches (Layer removal)
- Méthode de Sachs (perçage interne)
- Méthode du sectionnement (Sectioning method)
- Méthode du trou de l’extensomètre percé (Hole drilling method)
- Méthode de la gorge annulaire (Ring core method)
MESURE DES CONTRAINTES RESIDUELLES AVEC METHODE DE L’EXTENSOMETRE PERCE
Parmi les méthodes de mesure des contraintes résiduelles nous trouvons la “méthode du trou », une technique non invasive caractérisée par un soin optimal uni à un coût réduit d’application. Le principe à la base de cette méthode est celui d’altérer l’équilibre de l’état de tension à travers un trou de dimensions réduites (en général 1,8mm x 2mm) pour ensuite mesurer la déformation induite à travers l’utilisation d’une rosette rosette à trois jauges de contraintes et obtenir par conséquent la mesure des contraintes résiduelles.
IMPORTANCE DE LA MESUER DES CONTRAINTES RESIDUELLES
La mesure des contraintes résiduelles est importante en particulier dans le domaine du projet des composants mécaniques. Elle permet de relever des données utiles à prendre des décisions fondamentales sur les modalités d’usinage des matériaux.
Cet aspect est particulièrement important pendant toutes les phases du projet qui peuvent modifier la structure, la forme et les dimensions des composants afin d’éviter la rupture, l’arrêt de la machine ou le dysfonctionnements mécaniques.
SCHEMA DU PROCESSUS DE MESURE DES CONTRAINTES RESIDUELLES AVEC LA METHODE DU TROU
Le processus utilisé pour relever les contraintes résiduelles à l’intérieur des matériaux avec méthode du trou est le suivant:
- application d’ une rosette à 3 grilles de mesure;
- exécution d’un trou, passant ou borgne, centré avec la rosette;
- mesure des déformations produites par le relâchement des contraintes résiduelles;
- calcul des contraintes résiduelles grâce à l’élaboration des déformations mesurées.
SINT Technology produit et commercialise le système MTS3000 ou RESTAN (Residual Stress Analyzer) qui permet de réaliser les mesures de contraintes résiduelles avec la méthode du trou et d’élaborer les données acquises au moyen de quatre systèmes de calcul possibles qui sont:
- Standard ASTM E837-13 (état de contrainte uniforme)
- Standard ASTM E837-13 (état de contrainte non-uniforme)
- Méthode Intégrale
- Méthode Différentielle (Schwarz-Kockelmann)
En particulier, la norme ASTM E837-13 est la seule norme dans le domaine des mesures de contraintes résiduelles.
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