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RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACULTÉ DE TECHNOLOG DÉPARTEMENT DE PETROCHIMIE Master 2 : raffinage et pétrochimie Exposé sur : Réalisé par : DJELTI HADIA. ABDELLI WAIL. HEBBIR LAZHAR. HADJIRA MOHAMED ABDELMLEK. MAHIDDINE HATEM. Année scolaire : 2021/2022 L’essai de traction Encadré par : DR:S. B.A. DJIH ANE Essai de traction Table des matières I. Introduction :.....................................................................................................................2 II. But.......................................................................................................................................2 III. Description de l’appareil :.................................................................................................2 IV. Exemple d’essai de traction :.............................................................................................8 V. Conclusion :........................................................................................................................11 LISTE DES FIGURES : Y FIGURE 1:ÉPROUVETTE DE TRACTION.....................................................................................4 FIGURE 2:LES CARACTÉRISTIQUES DE L'ÉPROUVETTE...........................................................5 FIGURE 3:MACHINE DE TRACTION...........................................................................................6 FIGURE 4:COURBE DE TRACTION.............................................................................................7 FIGURE 5:UN COMPORTEMENT ÉLASTIQUE.............................................................................8 FIGURE 6:PROPRIÉTÉS DE LPA À LA TEMPÉRATURE AMBIANTE...........................................8 Liste des tableaux TABLEAU 1:PROPRIÉTÉS DU MATÉRIAU ET GRANDEURS MESURÉES......................................4 TABLEAU 2:LA GÉOMÉTRIE ET LES DIMENSIONS DES ÉPROUVETTES....................................9 [Tapez un texte] Page 1 Essai de traction I. Introduction : Il est indispensable pour appréhender un matériau de le caractériser, c'est-à-dire d'en analyser les propriétés. Il existe de nombreuses techniques de caractérisation des matériaux qui reposent sur différents principes physiques de base : les interactions rayonnement-matière, la thermodynamique et la mécanique. Les essais mécaniques sont les plus couramment utilisés en production car ils permettent d’avoir des données sur les propriétés mécaniques (limite élastique Re, limite à la rupture Rm, module d'Young E), rapidement avec des appareils de mesure relativement simples. II. But Déterminer les caractéristiques en traction des matières plastiques sous la forme d’éprouvettes normalisées. III. Description de l’appareil : Un essai de traction est une expérience de physique qui consiste à placer une petite barre du matériau à étudier entre les mâchoires d'une machine de traction qui tire sur la barre jusqu'à sa rupture, et à enregistrer la force et l'allongement de l'éprouvette. L'essai de traction donne plusieurs valeurs importantes : Le module de Young E : (MPa) ou module d'élasticité longitudinale. La limite d'élasticité Re : qui sert à caractériser un domaine conventionnel de réversibilité. La résistance à la traction Rm : qui définit la limite à la rupture. L'allongement à la rupture A : qui mesure la capacité d'un matériau à s'allonger sous charge avant sa rupture. 1. Les caractéristiques déterminées par l'essai de traction :  La rigidité : est fonction de l'énergie des liaisons entre les atomes ou les molécules constituant le matériau. On mesure la rigidité principalement par le module d’YOUNG. Plus ce module est élevé, plus le matériau est rigide.  La résistance : caractérise la contrainte maximale qu’un matériau supporte avant de se rompre. Cette résistance est fonction de l’intensité des liaisons mais également de la forme des pièces ou de ses défauts. [Tapez un texte] Page 2 Essai de traction  La ductilité : correspond à la capacité d’un matériau à se déformer de façon permanente avant de se rompre. Plus l’allongement à la rupture est élevé, plus le matériau est considéré comme ductile. Tableau 1:Propriétés du matériau et grandeurs mesurées. 2. Eprouvette : Les éprouvettes d’usage sont éprouvettes cylindriques ou plates comportant une partie centrale calibrée, raccordée à chaque extrémité à deux têtes de section nettement plus grande que la partie centrale, encore que d'autres géométries puissent être utilisées selon la disponibilité du matériau ou les contraintes géométriques. Il est préférable, toutefois, étant donnée la faible vitesse de déformation, de disposer d'éprouvettes relativement longues pour augmenter la précision de la mesure du déplacement. Figure 1:Éprouvette de traction [Tapez un texte] Page 3 Essai de traction 3. Les caractéristiques importantes de l'éprouvette : L0 = Longueur de référence L = Ecartement entre outillages l1 = Longueur de la partie calibrée étroite L2 = Ecartement entre les parties parallèles larges l3 = Longueur totale b2 = Largeur dans la zone d'épaulement b1 = Largeur dans la zone de la longueur de référence h = épaisseur de l'éprouvette Figure 2:Les caractéristiques de l'éprouvette. 4. Machine de traction : L’essai de traction est réalisé sur une machine de traction consiste à exercer sur l’éprouvette étudier une force de traction F et mesurer son allongement ΔL. Une éprouvette est encastrée à ses deux extrémités dans des mors ou des mâchoires. L’un de ces mors, fixe, est relié pour la mesure des efforts. La machine dispose d'un entraînement électrique réglable pour effectuer des essais à vitesse contrôlée. Elle est équipée de capteurs de force et d'allongement, ainsi que d'un système d'amarrage. Grâce au micro-ordinateur. Le contrôle de l'essai et l'acquisition des données sont devenus très simples. Des capteurs combinés avec des cartes d'acquisition de données, gérés par des logiciels hautement polyvalents. [Tapez un texte] Page 4 Essai de traction Figure 3:Machine de traction. 5. Diagramme contrainte-déformation en traction : Si l’on analyse les courbes de traction de l’ensemble des matériaux on retrouve trois comportements possibles. a) Un comportement fragile : Le matériau ne présente pas de domaine de déformation plastique, la rupture se produit alors que les déformations sont purement élastiques. Le verre, les céramiques et les polymères thermodurcissables sont des matériaux à rupture fragile. La contrainte et l’allongement à la rupture ainsi que le module d’Young sont alors calculés. b) Un comportement ductile : Une déformation plastique irréversible suit la déformation élastique réversible. Certains polymères thermoplastiques présentant ce type de comportement. [Tapez un texte] Page 5 Essai de traction  La droite OA : correspond à la déformation élastique réversible. Quand les forces sont appliquées sur le corps, celui-ci change sa forme, mais retrouve sa forme initiale quand les formes extérieures sont retirées.  La courbe AC : est le domaine de déformation plastique homogène (déformation visqueuse) : si on supprime la force de traction, il y a un retour élastique suivant une parallèle à OA et il reste une déformation permanente.  CD : est le domaine de striction : la déformation n'est pas homogène et la force nécessaire pour déformer le matériau diminue alors que l'allongement continue d’augmenter : cette instabilité est appelée instabilité plastique.  En D il y a rupture de l’éprouvette. Figure 4:Courbe de traction. c) Un comportement élastique non linéaire : Ce type de comportement caractéristique des élastomères La déformation élastique n’est pas proportionnelle à la charge qui la provoque. L’allongement à la rupture, et souvent un module sécant à 100 ou 200 % d’allongement. [Tapez un texte] Page 6 Essai de traction Figure 5:Un comportement élastique. IV. Exemple d’essai de traction : Pour étudier l’influence de température de LPA (L’acide poly-lactique (PLA), de l’anglais polylactic Acid), est un polymère thermoplastique obtenu à partir d’amidon ou de sucres. Figure 6:Fils d'impression 3D en PLA [Tapez un texte] Page 7 Essai de traction 1. Quelques propriétés de LPA à la température ambiante : Figure 7:Propriétés de LPA à la température ambiante. 2. Les éprouvettes : Sont de type IV (dont la géométrie et les dimensions sont données sur la Figure et le Tableau) Tableau 2:La géométrie et les dimensions des éprouvettes. L0 L L1 L3 B1 b2 h Dimensio n (mm) 25 65 33 115 6 19 3.2 3. Essais à température ambiante : LA charge de 10 kN. La vitesse est 5 mm/min. la température 23°C. La résistance à la traction, le module d’élasticité et l’allongement à la rupture sont moyennés sur 5 essais. [Tapez un texte] Page 8 Essai de traction À température ambiante, le PLA possède un comportement fragile avec un domaine plastique restreint. La contrainte maximale relevée lors des essais présente une faible dispersion puisque l’écart type relatif est seulement de 6,7%. Toutefois, un écart-type supérieur à 15% indique que les deux autres propriétés varient de façon plus importante. Le faible écart-type relatif indique que les résultats présentent une forte répétabilité. 4. Essais à plusieurs températures : La traction a été exercée sur 5 éprouvettes d’LPA pour chaque température de section et de longueur initiale identiques. À des températures d’essais différentes allant de ,31°C, 44°C, 52°C à la même charge de 10 kN. La vitesse est 5 mm/min. [Tapez un texte] Page 9 Essai de traction Les essais à 31 et 44°C présentent à nouveau une très bonne répétabilité puisque les écarts types varient de 1 à 4,3% de la valeur moyenne. Bien qu’ils atteignent 10% pour les essais à 52°C, la répétabilité reste très convenable et respecte la condition de la norme. Les courbes contrainte-déformation montrent qu’à52°C, température proche de la transition vitreuse, le PLA possède un domaine élastique quasi-inexistant. L’augmentation de température au sein des éprouvettes de PLA diminue considérablement ses propriétés en traction. En effet, le passage de 23°C à 52°C a pour conséquence une perte de 30% du module d’élasticité et de 60% de la contrainte maximale. Cette diminution est principalement due à une chute importante des propriétés mécaniques à 52°C. En amont de cette température, la résistance à la traction montre un domaine linéaire pouvant être modélisé. [Tapez un texte] Page 10 Essai de traction V. Conclusion : L’essai de traction est obligatoire pour tous produits polymères avant leur exposition à l’utilisation pour bien définie leur domaine d’application. Les matériaux polymères peuvent donc se comporter de façon fragile ou ductile et ce, selon les conditions des uploads/Finance/ expose-traction-w-h.pdf