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FATIGUE PAR CHOCS - DISPOSITIF
EXPÉRIMENTAL - RÉSULTATS OBTENUS SUR UN
ACIER AU NICKEL-CHROME-MOLYBDÈNE
M. Bousseau, J. Clisson, Ch. Mas
To cite this version:
M. Bousseau, J. Clisson, Ch. Mas. FATIGUE PAR CHOCS - DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL -
RÉ-SULTATS OBTENUS SUR UN ACIER AU NICKEL-CHROME-MOLYBDÈNE. Journal de Physique
Colloques, 1985, 46 (C5), pp.C5-681-C5-688. �10.1051/jphyscol:1985589�. �jpa-00224832�
FATIGUE PAR CHOCS
-
D I S P O S I T I F EXPÉRIMENTAL-
RÉSULTATS OBTENUS SUR UN AC1 ER AUN
1 CKEL-CHROME-MOLYBDÈNEM. Bousseau, J. C l i s s o n e t Ch. Mas
Etablissement Technique Central de l'Armement, CMCM/TM, 16 b i s avenue Prieur de l a Côte d'Or, 94114 Arceuil Cedex, France
Résumé
-
Un d i s p o s i t i f e x p é r i m e n t a l b a s é s u r l e p r i n c i p e des b a r r e s d'Hop- k i n s o n a é t é développé a f i n d ' é t u d i e r l e ccmportement e n f a t i g u e p a r chocs d ' é p r o u v e t t e s d e t r a c t i o n . Les p o s s i b i l i t é s e t l e s l i m i t e s s o n t p r é s e n t é e s a i n s i que l e s p r e m i e r s r é s u l t a t s obtenus s u r un a c i e r 3 5 NCD 16,A b s t r a c t
-
An experimental r i g based on t h e Hopkinson's bar p r i n c i p l e h a s been developped i n o r d e r t o s t u d y t h e shock f a t i g u e behaviour of t e n s i l e spe- cimens. The p o s s i b i l i t i e s and l i m i t s a r e p r e s e n t e d a s w e l l a s t h e f i r s t r e s u l t s o b t a i n e d f o r a n 3 5 NCD 16 s t e e l .1
-
INTRODUCTIONLes c a r a c t é r i s t i q u e s mécaniques des m a t é r i a u x s o n t p l u s ou moins s e n s i b l e s à l a v i t e s s e de s o l l i c i t a t i o n . A i n s i l a l i m i t e d ' é l a s t i c i t é q u ' e l l e s o i t déterminée e n t r a c t i o n ou e n compression augmente l o r s q u e l a v i t e s s e d e d é f o r m a t i o n dépasse une c e r t a i n e v a l e u r .
Pour l e s m a t é r i a u x s e r v a n t à l a r é a l i s a t i o n de p i è c e s s o l l i c i t é e s en dynamique il e s t n é c e s s a i r e de d i s p o s e r de l o i s de ccmportement. Afin de répondre à c e s b e s o i n s , d e s moyens d ' e s s a i s o n t é t é développés au c o u r s d e c e s d e r n i è r e s années ; il s ' a - g i t en p a r t i c u l i e r d e s d i s p o s i t i f s b a s é s s u r l e p r i n c i p e d e s b a r r e s d'Hopkinson. Dans un c e r t a i n nombre d ' a p p l i c a t i o n s l e s m a t é r i a u x s o n t soumis à des chocs r é p é -
t é s .
L'absence d ' i n f m a t i o n s concernant l e ccmportement en f a t i g u e sous chocs a con- d u i t 1'ETCA à c o n c e v o i r e t à r é a l i s e r un d i s p o s i t i f expérimental p e r m e t t a n t de g é n é r e r des chocs r é p é t é s .
Ce
d i s p o s i t i f , l a r g e m e n t i n s p i r é d e s b a r r e s dlHopkinson d o i t p e r m e t t r e de s o l l i c i -ter d e s é p r o u v e t t e s e n t r a c t i o n .
Le p r é s e n t document a pour o b j e t de d é c r i r e brièvement c e moyen d ' e s s a i e t de f a i r e p a r t de c e s p o s s i b i l i t é s
e t
d e c e s l i m i t e s .Q u e l q u e s r é s u l t a t s obtenus s u r d e s é p r o u v e t t e s e n t a i l l é e s e n a c i e r 3 5 NCD 16 s o n t donnés ; i l s s o n t - comparés aux d u r é e s de v i e d ' é p r o u v e t t e s i d e n t i q u e s s o l l i c i t é e s e n f a t i g u e v i b r a t o i r e .
I I
-
DISPOSITIF EXPERIMENTALL ' o b j e t de c e c h a p i t r e e s t de p r é s e n t e r l a machine d ' e s s a i s de f a t i g u e p a r chocs développée p a r 1'ETCA.
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
L ' a u t r e e x t r é m i t é d e l ' é p r o u v e t t e e s t f i x é e à une b a r r e ( 3 ) , a p p e l é e b a r r e t r a n s - m e t t r i c e d o n t l ' e x t r é m i t é s u p é r i e u r e de forme conique v i e n t en appui dans un b l o c a m o r t i s s e u r ( 2 ) . L'ensemble e s t s u p p o r t é p a r un b â t i c o n s t i t u é p a r q u a t r e p r o f i l é s e n a l l i a g e d'aluminium ( 1 ).
Le t u b e d o n t l a h a u t e u r e s t é g a l e à 3,O m a un double r ô l e ; il s e r t d'une p a r t d e g u i d e à un b a r r e a u impacteur ( 7 ) e t d ' a u t r e p a r t au t r a n s f e r t de l ' o n d e i n c i - d e n t e .
Une vanne pneumatique ( 8 ) couplée à un c i r c u i t l o g i q u e permet griice à de l ' a i r comprimé d e remonter l e b a r r e a u impacteur à l ' i n t é r i e u r du tube. La c h u t e du b a r - r e a u s u r l ' e n c l u m e c r é e une onde d e c a p r e s s i o n q u i e n s e r é f l é c h i s s a n t à l ' e x t r é - m i t é l i b r e d e l ' e n c l u m e d e v i e n t une onde de t e n s i o n ; c e l l e - c i s e propage dans l e t u b e e t permet l a mise sous c o n t r a i n t e d e l ' é p r o u v e t t e .
Dans l e c a s d'une b a r r e d'ilopkinson il a é t é é t a b l i que l ' i m p a c t d'un b a r r e a u à l ' e x t r é m i t é de l a b a r r e i n c i d e n t e g é n è r e un p u l s e r e c t a n g u l a i r e d e c o n t r a i n t e o e t d e d u r é e z t e l que :
où p e s t l a masse volumique du m a t é r i a u (kg/m3) Co l a c é l é r i t é l ' o n d e dans l e b a r r e a u (m/s)
v l a v i t e s s e d'impact (ml s ) 1 l a longueur du b a r r e a u (ml
La c é l é r i t é Co e s t d i r e c t e m e n t l i é e a u module d ' é l a s t i c i t é E e t à l a masse volumi- que
p
p a r l a r e l a t i o n : La v i t e s s e du p r o j e c t i l e , dans l e d i s p o s i t i f e x p é r i m e n t a l c o n s i d é r é e s t c e l l e d'un o b j e t tombant en c h u t e l i b r e ; e l l e dépend d e l a h a u t e u r d e c h u t e h p a r l a r e l a - t i o n : où g e s t l ' a c c é l é r a t i o n de l a p e s a n t e u r . En t e n a n t compte d e s r e l a t i o n s (3) e t ( 4 ) l a r e l a t i o n ( 1 ) p e u t s ' é c r i r e : A f i n de m o d i f i e r l a c o n t r a i n t e on peut j o u e r s o i t sur l a n a t u r e du p r o j e c t i l e s o i t s u r l a h a u t e u r d e c h u t e , l i m i t é e dans l e c a s d e n o t r e i n s t a l l a t i o n à 2,50 m.La longueur du p r o j e c t i l e i n t e r v i e n t uniquement au niveau de l a d u r é e de l ' i m -
p a c t .
Dans l e t a b l e a u no 1 s o n t données l e s c o n t r a i n t e s i n c i d e n t e s s u s c e p t i b l e s d ' ê t r e a t t e i n t e s pour t r o i s p r o j e c t i l e s de n a t u r e s d i f f é r e n t e s tombant de h a u t e u r s can- p r i s e s e n t r e 0 , 5 0 m e t 2,50 m.
2.1 P r i n c i p e de fonctionnement
La f i g u r e no 1 p r é s e n t e l a machine. L ' é p r o u v e t t e ( 1 0 ) e s t f i x é e à s o n e x t r é m i t é i n f é r i e u r e à un t u b e en a c i e r à h a u t e l i m i t e d ' é l a s t i c i t é ( 5 ) lui-même s o l i d a i r e - d ' u n e enclume e n a c i e r ( 6 ) .
TABLEAU
N o
1 : C o n t r a i n t e s g é n é r é e s p a r d e s p r o j e c t i l e s d i f f é r e n t s . Le d é n a l ( a l l i a g e d e t u n g s t è n e ) permet d e p a r s a d e n s i t é e t s o n module d ' é l a s t i - c i t é é l e v é s d ' o b t e n i r l e s niveaux de c o n t r a i n t e l e s p l u s i m p o r t a n t s . A h a u t e u r d e c h u t e é g a l e l a c o n t r a i n t e e s t e n v i r o n 1 , 8 f o i s p l u s é l e v é e avec un b a r r e a u e n d é n a l q u ' e l l e n e l ' e s t a v e c un b a r r e a u e n a c i e r . A c i e r D é n a l A1.Alu I l f a u t n o t e r que l e s r e l a t i o n s ( 1 ) e t ( 2 ) c o r r e s p o n d e n t à d e s chocs p l a n s de m a t é r i a u x de même n a t u r e . Dans l e c a s p r é s e n t il n'en est pas a i n s i , l'enclume comportant d e s t r o u s pour p e r m e t t r e l ' a d m i s s i o n e t l'échappement de l ' a i r .Le passage de l'enclume au t u b e , du t u b e à l ' é p r o u v e t t e e t de l ' é p r o u v e t t e à l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e s e f a i t par l ' i n t e r m é d i a i r e de f i l e t a g e s ; à c e l a s ' a j o u t e n t l e s v a r i a t i o n s de s e c t i o n s e t dans c e r t a i n s c a s de matériaux. Il en r é s u l t e des p e r t u r b a t i o n s au niveau d e s ondes. 11 2.10 11 3.10 1 O 7.10 61.85 115.08 21.53 2.2 D é t e r m i n a t i o n d e s c o n t r a f n t e s 7 800 1 8 O00 2 700
L e s c o n t r a i n t e s s o n t déterminées à l ' a i d e d e deux jauges de déformation de 3 5 0 0 montées e n demi-pont de Wheastone. Ces jauges s o n t c o l l é e s sur l e t u b e i n c i d e n t a i n s i que s u r l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e à une d i s t a n c e des zones f i l e t é e s correspon- d a n t à 1 0 f o i s l e d i a m è t r e d e s b a r r e s .
Des jauges o n t également é t é c o l l é e s s u r d e s é p r o u v e t t e s , s e r v a n t a i n s i d e bar- r e a u x dynamométrique s.
87.47 162.75 30.45
Dans t o u s l e s c a s l e s s i g n a u x s o n t a m p l i f i é s à l ' a i d e d ' a m p l i f i c a t e u r s grand gain- l a r g e bande p u i s envoyés sur des e n r e g i s t r e u r s numériques de phénomsnes t r a n s i t o i - r e s . 123.71 230.16 43.06 107.13 199.33 37.29 La r e s t i t u t i o n a n a l o g i q u e p e u t s e f a i r e sur o s c i l l o s c o p e ou s u r t a b l e t r a ç a n t e . 138.31 257.33 48.14 2.2.1 N a t u r e d e s é p r o u v e t t e s Pour c e s e s s a i s p r é l i m i n a i r e s l e s é p r o u v e t t e s o n t é t é r é a l i s é e s e n a c i e r 3 5 NCD 16 t r a i t é pour un niveau de r é s i s t a n c e de 1 200 MPa.
C e t t e nuance e s t largement u t i l i s é e pour l a f a b r i c a t i o n d e p i è c e s de s é c u r i t é . La c a a p o s i t i o n chimique d e l ' a c i e r c o n s i d é r é e s t donnée dans l e t a b l e a u no II.
TABLEAU N o II : Composition chimique de l ' a c i e r 3 5 NCD 16. Mo 0,44 C r 2,OO V 0,02 P 0,014 S 0,012 ELEMENT Cu 0,23 N i 4,26 C 0,43 S i 0,37 Mu 0,15
JOURNAL
DE
PHYSIQUE2.2.1.2 P r o p r i é t é s mécaniques
L e s l i m i t e s d ' é l a s t i c i t é o n t é t é d é t e r m i n é e s e n c a n p r e s s i o n .
Pour l e s v i t e s s e s de d é f o r m a t i o n s u p é r i e u r e s à 5 . 1 0 ~ s-l l e s e s s a i s o n t é t é r é a l i s é s s u r un d i s p o s i t i f d e type b a r r e dlHopkinson.
Les l i m i t e s d ' é l a s t i c i t é p a s s e n t d e 1 000 MPa à 1 750 MPa quand l e s v i t e s s e s de s o l l i c i t a t i o n p a s s e n t d e 1 0 - ~ s-l
ZI
2,8.103 s'l. 2.2.1.3 Dimensions d e s é p r o u v e t t e s pour d é t e r m i n a t i o n d e s c o n t r a i n t e s ' I l s ' a g i t d ' é p r o u v e t t e s c y l i n d r i q u e s à t ê t e s f i l e t é e s . T r o i s d i a m è t r e s de f û t o n t é t é r e t e n u s : 1 8 m 1 0mm
e t 5 , 5mm.
2.2.2 C o n t r a i n t e s d é t e r m i n é e s au n i v e a u d e l ' é p r o u v e t t e 2.2.2.1 Forme du s f g n a lLa f i g u r e no 2 rend c a n p t e de l ' a l l u r e du s i g n a l obtenu à p a r t i r d'une jauge c o l - l é e s u r une é p r o u v e t t e e n a c i e r 3 5 NCD 16, l e p r o j e c t i l e u t i l i s é é t a n t e n d é n a l .
A p a r t i r de l a v a l e u r de l a t e n s i o n maximale on en d é d u i t l a d é f o r m a t i o n de 1 ' 6 - p r o u v e t t e . En s e p l a ç a n t dans l ' h y p o t h è s e où c e l l e - c i e s t en régime é l a s t i q u e de d é f o r m a t i o n il e s t p o s s i b l e d e c a l c u l e r l a c o n t r a i n t e maximale à l a q u e l l e e s t sou- mise l ' é p r o u v e t t e à p a r t i r de l a r e l a t i o n :
Le temps n é c e s s a i r e pour a t t e i n d r e c e t t e c o n t r a i n t e est e n g é n é r a l c a n p r i s e n t r e 8 0 e t 1 0 0 p s c e q u i correspond à d e s v i t e s s e s d e d é f o m i a t i o n c a n p r i s e s e n t r e 75 e t 100 s-1.
La v i t e s s e de s o l l i c i t a t i o n e s t p l u s f a i b l e que l o r s d e s e s s a i s r é a l i s é s à l a b a r - re dlHopkinson. Le f a i t d ' a v o i r u n e d i m i n u t i o n d e l a v i t e s s e de d é f o w a t i o n dans l e c a s de c e s e s s a i s d e f a t i g u e p a r chocs p e u t ê t r e a t t r i b u é d'une p a r t aux f i l e - t a g e s q u i a s s u r e n t l e s l i a i s o n s e t d ' a u t r e p a r t à l a g é o m é t r i e d e s é p r o u v e t t e s . 2.2.2.2 I n f l u e n c e du d i a m g t r e d e l ' é p r o u v e t t e
T o u t e s c h o s e s é g a l e s par a i l l e u r s ( b a r r e a u impacteur e n d é n a l e t h a u t e u r de c h u t e é g a l e à 2,50 m) l a f o r c e a p p l i q u é e à l ' é p r o u v e t t e diminue avec s o n d i a m è t r e ( f i - g u r e no 3 ) ; c e l a s ' e x p l i q u e par l e f a i t qu'au p a s s a g e t u b e - é p r o u v e t t e une p a r t i e d e s ondes est r é f l é c h i e au niveau du congé d e raccordement.
2.2.2.4 I n f l u e n c e d e l a n a t u r e du b a r r e a u i m p a c t e u r
Pour une é p r o u v e t t e e n a c i e r , l a f o r c e de s o l l i c i t a t i o n e s t 2 , 5 f o i s p l u s grande a v e c un impacteur en d é n a l q u ' e l l e n e l ' e s t avec l ' i m p a c t e u r en a c i e r .
Le d é n a l permet, d e p a r s a d e n s i t é e t s a masse volumique s u p é r i e u r e , d ' a c c r o f t r e d e f a ç o n s e n s i b l e l a c o n t r a i n t e t r a n s m i s e à l ' é p r o u v e t t e . Il f a u t n o t e r que l e r a p p o r t des c o n t r a i n t e s e s t s e n s i b l e m e n t s u p é r i e u r à c e l u i e s t i m é à p a r t i r de l a r e l a t i o n ( 5 ) .
d e n t ; il permet d e d i s p o s e r d'une i n s t r u m e x t a t i o n permanente.
A p a r t i r de l a c o n t r a i n t e déterminée s u r l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e il importe de s a v o i r s ' i l e s t p o s s i b l e d ' é v a l u e r l a c o n t r a i n t e à l a q u e l l e a é t é soumise l ' é p r o u - v e t t e e n t e n a n t compte du r a p p o r t d e s s e c t i o n s .
L ' e x p é r i e n c e montre que l a c o n t r a i n t e é v a l u é e à p a r t i r d e l a mesure d e l a d é f o w a - t i o n de l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e cf e s t i m é e e s t systématiquement i n f é r i e u r e à c e l l e d é t e r m i n é e s u r l ' é p r o u v e t t e (oexp)
.
La f i g u r e no 4 rassemble d e s v a l e u r s d e 0 e s t i m é e e t de 0 e x p é r i m e n t a l . On peut é c r i r e que :u
e x p é r i m e n t a l = a+
b. Uestimé (7 I l a p p a r a i t c e t t e f o i s e n c o r e que l a t r a n s m i s s i o n de l ' o n d e de c o n t r a i n t e e n t r e l ' é p r o u v e t t e e t l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e n ' e s t que p a r . t i e l l e ; c e l a e s t dû à l a pré- s e n c e d e s f i l e t a g e s .III
-
RESULTATS DES ESSAIS PRELIEIINAIRESLa f r é q u e n c e d e s e s s a i s (116 Hz) n e permet p a s d ' e n v i s a g e r mieux que 1 4 000 c y c l e s p a r 24 h e u r e s . Comme c e l a a v a i t é t é i n i t i a l e m e n t e n v i s a g é , c e d i s p o s i t i f e s t p l u s s p é c i a l e m e n t a d a p t é à l ' é t u d e de l a tenue e n f a t i g u e dans l e d a n a i n e d e s d u r é e s de v i e l i m i - t é e s , n ' e x c é d a n t p a s 105 c y c l e s . T r o i s t y p e s d ' e s s a i s d o i v e n t donc ê t r e e n v i s a g é s :
-
s u r é p r o u v e t t e s l i s s e s ,-
s u r é p r o u v e t t e s e n t a i l l é e s ,-
s u r é p r o u v e t t e s p r é f i s s u r é e s e n f a t i g u e . 3.1 Choix d e s é p r o u v e t t e s d e f a t i g u e L e s e s s a i s o n t é t é r é a l i s é s s u r des é p r o u v e t t e s p r é s e n t a n t un e f f e t d ' e n t a i l l e . Dans une p r e m i è r e é t a p e l e rayon de gorge a é t é f i x é 3 3 mm. La géométrie du fOt d e l ' é p r o u v e t t e e s t i l l u s t r é e p a r l a f i g u r e no 5.Avec une t e l l e g é o m é t r i e l e f a c t e u r d e c o n c e n t r a t i o n de c o n t r a i n t e e s t é g a l à 1,61
3.2 C o n t r a i n t e s a p p l i q u é e s aux é p r o u v e t t e s
Des e s s a i s o n t é t é r é a l i s é s avec l e b a r r e a u impacteur e n d é n a l , l a h a u t e u r de chu- t e é t a n t f i x é e à 2,50 m ( v a l e u r maximale).
Les c o n t r a i n t e s au niveau des é p r o u v e t t e s o n t é t é d é t e r m i n é e s 3 p a r t i r des mesures e f f e c t u é e s au niveau de l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e , e n s e f o n d a n t s u r l e s r é s u l t a t s o b t e n u s précedemment ( c f B 2.3.3).
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
3.3 Durée d e v i e e n f a t i g u e
3.3.1 Durée de v i e e n f a t i g u e c o n v e n t i o n n e l l e
Les e s s a i s de f a t i g u e e n t r a c t i o n ondulée (R = 0 , l ) o n t é t é r é a l i s é s à une f r é - quence d e . 1 2 0 Hz.
Les nombres de c y c l e s à r u p t u r e pour une c o n t r a i n t e maximale de 810 MPa s o n t é l e - v é s e t i n c o m p a t i b l e s avec d e s e s s a i s u l t é r i e u r s e n f a t i g u e p a r chocs.
Cela a c o n d u i t à e f f e c t u e r à fond de rayon un u s i n a g e à l ' o u t i l s u r une profondeur d e 0 , l mm.
Dans c e s c o n d i t i o n s l e s nombres d e c y c l e s à r u p t u r e , e n f o n c t i o n du niveau de con- t r a i n t e s o n t l i é s p a r une r e l a t i o n de l a forme :
Pour un niveau d e c o n t r a i n t e maximal de 810 MPa, c o r r e s p o n d a n t à c e l u i s u s c e p t i b l e d ' ê t r e a t t e i n t l o r s d'un e s s a i de f a t i g u e p a r chocs, l a durée de v i e e s t de 2 223 c y c l e s .
3.3.2 Durée de v i e en f a t i g u e p a r chocs
Des é p r o u v e t t e s d o n t l a géométrie e s t analogue à c e l l e d é f i n i e au paragraphe p r é - . c é d e n t o n t é t é s o l l i c i t é e s s u r l e d i s p o s i t i f e x p é r i m e n t a l de f a t i g u e p a r chocs. La d u r é e de v i e moyenne obtenue pour une c o n t r a i n t e maximale de 810 MPa e s t de 3 430 c y c l e s .
Dans l e c a s p r é s e n t l a d i f f é r e n c e de comportement e n t r e l e s deux t y p e s de s o l l i c i - t a t i o n e s t f a i b l e .
I V
-
CONCLUSIONLa mise e n charge p a r chocs r é p é t é s d'une é p r o u v e t t e peut ê t r e r é a l i s é e à l ' a i d e d ' u n d i s p o s i t i f e x p é r i m e n t a l b a s é s u r l e p r i n c i p e des b a r r e s d'Hopkinson. La c h a r g e a p p l i q u é e à l ' é p r o u v e t t e e s t due à l a c h u t e du b a r r e a u impacteur s u r l ' e n c l u m e . En m o d i f i a n t l a n a t u r e du p r o j e c t i l e , a i n s i que l a h a u t e u r de c h u t e (donc l a v i t e s s e d ' i m p a c t ) , il e s t p o s s i b l e de f a i r e v a r i e r l a charge a p p l i q u é e , donc l a c o n t r a i n t e . P a r r a p p o r t au d i s p o s i t i f à b a r r e s dtHopkinson c l a s s i q u e c e r t a i n e s m o d i f i c a t i o n s o n t dû ê t r e a p p o r t é e s . En p a r t i c u l i e r l a b a r r e i n c i d e n t e a é t é remplacée p a r un t u b e e t aux c o n t a c t s normalement p l a n s e n t r e b a r r e s e t é c h a n t i l l o n o n t é t é s u b s t i - t u é s des l i a i s o n s f i l e t é e s . Ces t r a n s f o r m a t i o n s e n t r a i n e n t b i e n entendu des p e r - t u r b a t i o n s au n i v e a u du t r a n s f e r t des ondes e t l e s é q u a t i o n s g é n é r a l e s é t a b l i e s pour l e s b a r r e s c l a s s i q u e s n e peuvent p l u s ê t r e a p p l i q u é e s rigoureusement.
Les s i g n a u x e n r e g i s t r é s aux d i f f é r e n t s niveaux ( b a r r e t r a n s m e t t r i c e , é p r o u v e t t e , t u b e i n c i d e n t ) m e t t e n t en é v i d e n c e l e s p e r t u r b a t i o n s a p p o r t é e s au t r a n s f e r t des ondes ; on e s t a s s e z l o i n du p u l s e " t h é o r i q u e " p r é s e n t é à l a f i g u r e no 2.
Grâce au d i s p o s i t i f il e s t cependant p o s s i b l e d ' o b t e n i r l a mise e n charge de l ' é - p r o u v e t t e e n des d u r é e s q u i n ' e x c è d e n t p a s 100 p s .
Les d é f o r m a t i o n s e n r e g i s t r é e s au niveau de l a b a r r e t r a n s m e t t r i c e p e r m e t t e n t de c a l c u l e r l a c o n t r a i n t e de s o l l i c i t a t i o n de l a b a r r e . La v a l e u r que l ' o n e n d é d u i t q u a n t à l a c o n t r a i n t e s u b i e p a r l ' é p r o u v e t t e p e u t ê t r e e s t i m é e à e n v i r o n 5 %.
Ce moyen d ' e s s a i s ' a p p l i q u e p l u s p a r t i c u l i è r e m e n t 3 :
-
d e s é p r o u v e t t e s l i s s e s d o n t l e d i a m è t r e n'excède p a s 5 mm dans l e c a s des a c i e r s ,-
d e s é p r o u v e t t e s e n t a i l l é e s ,-
d e s é p r o u v e t t e s p r é f i s s u r é e s e n f a t i g u e .Les p r e m i e r s e s s a i s de f a t i g u e p a r chocs o n t é t é r é a l i s é s s u r d e s é p r o u v e t t e s en
a c i e r 35 NCD 16 t r a i t é 3 1 200 MPa de r é s i s t a n c e . Dans l e c a s d'un c o e f f i c i e n t de c o n c e n t r a t i o n de c o n t r a i n t e é l e v é e t pour un n i v e a u de c o n t r a i n t e de 800 MPa, l a d u r é e de v i e e s t peu d i f f é r e n t e que l ' e s s a i s o i t c o n d u i t e n f a t i g u e convention- n e l l e ou e n f a t i g u e p a r chocs.
FIGURE No 1 : Dispositif expérimental de f a t i g u e par chocs.
JOURNAL
DE
PHYSIQUE
FIGURE N o 2 : Signal de jauges enregistré au niveau d'une éprouvette acier
6
10 mm.FIGURE N a 3 : Force transmise à l'éprouvette en fonction de la variation de dia- mètre.
FIGURE No 4 : Comparaison entre la contrainte calculée et celle déterminée
FIGURE N o 5 : Géométrie du fût des éprou- vettes.
