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Limite d’élasticitĂ©, supĂ©rieure et infĂ©rieure

Que dĂ©crit la limite d’élasticitĂ©?

La limite d’élasticitĂ© Re (yield strength) est une caractĂ©ristique matĂ©riau et est dĂ©terminĂ©e Ă  l’aide de l’essai de traction (par exemple, conformĂ©ment Ă  la norme ISO 6892 (pour matĂ©riaux mĂ©talliques) ou conformĂ©ment Ă  la norme ISO 527 (pour plastique et composites)). La limite d'Ă©lasticitĂ© est indiquĂ©e en MPa (Megapascal) ou N/mmÂČ.

Une limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure ReH et une limite d’élasticitĂ© infĂ©rieure ReL peuvent ĂȘtre frĂ©quemment dĂ©terminĂ©es.

La limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure est la contrainte jusqu'Ă  laquelle aucune dĂ©formation plastique permanente ne se produit sur un matĂ©riau soumis Ă  une contrainte de traction. Bien que le matĂ©riau se dĂ©forme, il reprend sa forme initiale une fois la contrainte de traction supprimĂ©e. Lorsque la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure a Ă©tĂ© dĂ©passĂ©e, la dĂ©formation de l’éprouvette devient permanente; lors de l'essai de traction, l'Ă©prouvette est allongĂ©e.

Le rapport des limites d’élasticitĂ© peut ĂȘtre calculĂ© Ă  partir de la limite d’élasticitĂ© Re et de la rĂ©sistance Ă  la traction Rm
Re / Rm

Le rapport d’élasticitĂ© est une mesure de l’écrouissage (strain hardening) jusqu’à la rĂ©sistance Ă  la traction. Le rapport de limite d'Ă©lasticitĂ© indique par consĂ©quent la marge de contrainte de traction disponible pour la conception jusqu'Ă  une rupture clairement Ă©tablie.

La limite d'Ă©lasticitĂ© des matĂ©riaux est souvent peu prononcĂ©e et ne peut en consĂ©quent ĂȘtre clairement dĂ©terminĂ©e dans l'essai de traction. Dans ces cas, on dĂ©termine alors ce que l'on appelle les limites d'Ă©lasticitĂ© Ă©quivalentes ou yield strength. En rĂšgle gĂ©nĂ©rale, la limite d'Ă©lasticitĂ© est dĂ©terminĂ©e Ă  0,2 % de dĂ©formation plastique, d'oĂč la dĂ©signation de la valeur caractĂ©ristique avec Rp 0,2.

Limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure ReH

La limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure ReH est la plus grande contrainte avant sa premiĂšre chute significative. À ce stade, le matĂ©riau se dĂ©forme plastiquement. Lorsque la limite d'Ă©lasticitĂ© est trĂšs prononcĂ©e, le matĂ©riau commence Ă  fluer et la contrainte diminue lĂ©gĂšrement, mais la dĂ©formation continue Ă  croĂźtre. La contrainte de traction la plus faible pendant le fluage correspond Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ© infĂ©rieure ReL. Cet effet se produit exclusivement avec des aciers non alliĂ©s ou faiblement alliĂ©s.

La limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure est la contrainte de traction maximale avant le fluage et est dĂ©finie comme suit par la norme ISO 6892-1 sur l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques: AprĂšs approche de la contrainte maximale, une rĂ©duction de contrainte de 0,5 % au moins et un fluage ultĂ©rieur de 0,05 % au moins doivent se produire sans que la contrainte de traction ne dĂ©passe Ă  nouveau la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure.

Calculer la limite d'élasticité supérieure

La limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure ReH est dĂ©terminĂ©e Ă  partir du diagramme de contrainte-dĂ©formation de l’essai de traction:

Limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure ReH = Force maximum Ă  la limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure FeH / Section initiale de l’éprouvette S0

Limite d’élasticitĂ© infĂ©rieure ReL

La limite d’élasticitĂ© infĂ©rieure ReL est la plus petite contrainte dans la plage de fluage du matĂ©riau suivant la limite d’élasticitĂ© supĂ©rieure ReH, les phĂ©nomĂšnes transitoires (dus par exemple Ă  une variation de force) n'Ă©tant pas pris en compte.

Si aucune limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure ne devait ĂȘtre reconnue (chute de force infĂ©rieure Ă  0,5%) ou lorsque l’écoulement s’effectue Ă  force constante sur une plus grande plage, la valeur de contrainte obtenue est gĂ©nĂ©ralement appelĂ©e limite d'Ă©lasticitĂ© Re.

Calculer la limite d'élasticité inférieure

La limite d'Ă©lasticitĂ© infĂ©rieure ReL est dĂ©terminĂ©e Ă  partir du diagramme de contrainte-dĂ©formation de l’essai de traction: 

Limite d’élasticitĂ© infĂ©rieure ReL = Force Ă  la limite d’élasticitĂ© infĂ©rieure FeL / Section initiale de l’éprouvette S0

Qu’est ce que la limite d’élasticitĂ© minimale?

La limite d’élasticitĂ© minimale correspond d'une part Ă  la valeur de la limite d'Ă©lasticitĂ© minimale, qui est approchĂ©e ou dĂ©passĂ©e de maniĂšre stable pour un matĂ©riau dĂ©terminĂ© avec un traitement thermique appropriĂ©, et d'autre part Ă  contrainte de traction maximale, qui servira de base Ă  la conception de composants et structures de support, afin d’éviter une dĂ©formation permanente pendant l'utilisation prĂ©vue des composants et structures de support.

La limite d'élasticité minimale devient ainsi la valeur minimale à atteindre pour le fournisseur, la valeur maximale à ne pas dépasser pour la conception.

Que signifie la limite d'Ă©lasticitĂ© pour l’acier?

La limite d'élasticité signifie la fin du comportement élastique du matériau et le début du comportement plastique. Cela signifie que lorsque la limite d'élasticité est dépassée, le matériau est déformé de maniÚre irréversible, c'est-à-dire qu'il est déformé de maniÚre permanente.

De maniĂšre gĂ©nĂ©rale, les composants et assemblages ne peuvent plus ĂȘtre utilisĂ©s en toute sĂ©curitĂ© lorsque la limite d'Ă©lasticitĂ© est dĂ©passĂ©e, mĂȘme localement ou partiellement.

Qu’est ce que la limite d’élasticitĂ© conventionnelle Rp0,2?

La limite d’élasticitĂ© Ă  Rp0,2 est la contrainte de traction dans l'essai de traction uniaxiale, pour laquelle la dĂ©formation plastique de l'extensomĂštre correspond Ă  une portion (en %) de L0 de l'extensomĂštre de 0,2 %.

Les matĂ©riaux laminĂ©s ou formĂ©s Ă  froid n’ont pas de limite d'Ă©lasticitĂ© prononcĂ©e. Une limite d’élasticitĂ© Ă  0,2 % (Rp0,2) est plus gĂ©nĂ©ralement dĂ©terminĂ©e et spĂ©cifiĂ©e pour ces matĂ©riaux. Cette limite d’élasticitĂ© Ă  0,2 % peut ĂȘtre clairement dĂ©terminĂ©e Ă  partir du diagramme contrainte-dĂ©formation (ce qui n'est pas toujours le cas avec la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure).

La limite d’élasticitĂ© Ă  0,2 %, est la contrainte Ă  laquelle l'Ă©prouvette prĂ©sente un allongement permanent de 0,2 %, donc irrĂ©versible (sur la base de la longueur initiale de l'Ă©prouvette).

Informations supplĂ©mentaires sur l’essai de traction

RĂ©sistance Ă  la traction

La résistance à la traction est déterminée en essai de traction comme contrainte de traction mécanique maximale.
vers RĂ©sistance Ă  la traction

Essai de traction

L'essai de traction sert à caractériser la résistance et le comportement en déformation sous contrainte de traction.
vers Essai de traction

Essai de traction ISO 6892-1

Description de l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques selon ISO 6892-1 bei Ă  tempĂ©rature ambiante.
vers Essai de traction ISO 6892-1

Essai de traction selon ISO 527

ISO 527-1, ISO 527-2
L'essai de traction sur plastiques selon ISO 527-1 et ISO 527-2 fournit des propriétés mécaniques essentielles telles que la contrainte de traction, l'allongement, le module de traction, la limite d'élasticité, le point de rupture et le coefficient de Poisson.
vers Essai de traction selon ISO 527

Machines d’essai pour la dĂ©termination de la limite d'Ă©lasticitĂ©

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