Matériaux et résistance mécanique

Matériaux

Résistance mécanique, pouvant supporter des contraintes importantes en subissant de faibles déformations, alors que d’autres vont se déformer sous le moindre effort pour épouser la forme du support. En observant un ensemble mécanique, nous pouvons aisément justifier le choix du concepteur pour tel ou tel matériau en fonction de l’emploi de la pièce. Alliage aluminium Densité, rigidité, cond. thermique REP. Nbre Désignation Matière Observation Identifier sur le plan les pièces suivantes : {1, 2, 3, 4, 6, 11, 13, 15} (s’aider de la forme des hachures dans les dessins de coupes).  – Remplir la colonne « Matière » de la nomenclature. – Identifier les caractéristiques principales des matériaux utilisés (remplir la colonne..)

o Nature des contraintes exercées sur le carter 1 : Supporter le moteur, ne pas se déformer sous le couple moteur et du récepteur, contenir de l’huile, évacuer la chaleur vers l’extérieur (rendement de l’ensemble roue / vis sans fin faible), être moulable. o Quel matériau peu convenir, pourquoi :  Plastique : non, car ne supporte pas des efforts élevés (couple à  transmettre), ne permet pas d’évacuer la chaleur de l’huile  Alliage d’aluminium : oui, car il supporte les efforts à transmettre, il est  Nous voyons ici que le choix d’un matériau dépend de l’usage de la pièce, donc du cahier des charges fonctionnelles.  Lors de la conception du produit, le concepteur va choisir un matériau qui répond aux critères imposés par le cahier des charges fonctionnelles.  A partir des exemples montrés par le professeur en classe et dans l’atelier, remplir le tableau suivant : Mettre une croix dans la case du critère auquel le matériau doit répondre et indiquer la nature du matériau utilisé.

E pour les aciers de construction mécanique. Le nombre qui suit indique la valeur minimale de limite élasticité en méga pascals. S’il s’agit d’un acier moulé la désignation est précédée de la lettre G (idem pour les aciers faiblement et fortement alliés). Exemple : GS 335 : acier moulé ayant une limite élastique de 335 MPa. 3.1.2. Classification par composition chimique :  Ils contiennent une faible teneur en carbone. Ils sont très utilisés en construction mécanique. La majorité est disponible sous forme de laminés marchands (profilés: poutrelle, barre, …)  aux dimensions normalisées. Utilisation : Ce sont des aciers dont l’élaboration n’a pas été conduite en vue d’une  Pour ces aciers, aucun élément d’addition ne dépasse 5% en masse (ce pourcentage est ramené à 1% pour le manganèse).  – Un nombre égal à 100 fois la teneur en carbone. – Les symboles chimiques des éléments d’addition dans l’ordre des teneurs décroissantes. – Dans le même ordre, les teneurs des principaux éléments d’addition (multipliées par 4, 10,..)

– Eventuellement des indications supplémentaires concernant la soudabilité (S), l’aptitude au moulage (M), ou la déformation à froid (DF). milieu humide, on utilisera un acier inoxydable qui n’est autre qu’un acier fortement allié avec du chrome (% chrome > 11%).  – La lettre X. – Un nombre égal à 100 fois la teneur en carbone. – Les symboles chimiques des éléments d’addition dans l’ordre des teneurs décroissantes. – Dans le même ordre, les teneurs des principaux éléments (sans coefficient multiplicateur).  – sont économiques. – amortissent bien les vibrations. – ont une bonne coulabilité et usinabilité. – sont peu oxydables. – ont une bonne résistance à l’usure par frottement. – résistent bien aux sollicitations de compression.  Les fontes à graphite sphéroïdal sont obtenues par adjonction d’une faible quantité de magnésium avant moulage. Elles sont plus légères et ont une meilleure résistance mécanique que les fontes grises, dont elles gardent les même propriétés. Utilisation : Etriers de freins, culbuteur, vilebrequin, tuyauteries soumises à hautes pressions..

EN-GJ + S (sphéroïdale) ou MB ou MW (malléable). Les nombres qui suivent indiquent la valeur en méga pascals de la résistance minimale à la rupture par extension et du pourcentage de l’allongement après rupture. Exemple : EN-GJS-400-18  Fonte à graphite sphéroïdale Résistance à la rupture par traction de 400 MPA 18 % d’allongement résiduelle après rupture.  L’aluminium est obtenu à partir d’un minerai appelé bauxite. Il est léger (densité = 2,7), bon conducteur d’électricité et de chaleur. Sa résistance mécanique est faible, il est ductile et facilement usinable. Il est très résistant à la corrosion.  Désignation : La désignation utilise un code numérique. Il peut éventuellement être suivi par une désignation utilisant les symboles chimiques.  Les laitons sont faciles à usiner et ont une bonne résistance à la corrosion. Ils peuvent être moulés ou forgés. Ils sont utilisés pour les pièces décolletées, tubes,…  Les bronzes ont une bonne résistance à la corrosion, un faible coefficient de frottement et sont faciles à mouler. Ils sont utilisés pour réaliser, entre autres, les coussinets et bagues de frottement.