Essai de traction

Objectifs	Simuler à l'aide de SolidWorks un essai de traction, relever les valeurs et en déduire la relation fondamentale de la RDM.
Compétences et savoirs évalués	S2-2 - Comportement d'un mécanisme et/ou d'une pièce : Résistance des matériaux. CO7.3 - Définir, à l'aide d'un modeleur numérique, les formes et dimensions d'une pièce d'un mécanisme à partir des contraintes fonctionnelles, de son principe de réalisation et de son matériau. CO8.1 - Paramétrer un logiciel de simulation mécanique pour obtenir les caractéristiques d'une loi d'entrée/sortie d'un mécanisme simple. CO8.2 - Interpréter les résultats d'une simulation mécanique pour valider une solution ou modifier une pièce ou un mécanisme.
Compte rendu	Compte rendu informatique. Vous accorderez le plus grand soin à  la présentation.
	1h50 min

1 - Introduction

Afin de déterminer les caractéristiques des matériaux, il est effectué des essais dont l’essai de traction est le plus important. Cet essai consiste à soumettre une éprouvette de formes normalisées (cylindriques ou plates), à un effort de traction progressif jusqu’à la rupture de celle ci.

Durant l’essai, un mécanisme enregistreur mémorise toutes les déformations de l’éprouvette et fourni en continu l’effort unitaire par unité de surface.

Machine d'essai de traction

Eprouvette avant l'essai

Eprouvette après l'essai

Vidéo d'essai de traction sur deux éprouvettes en matériau plastique.

2 - Simulation

Etape 1 - Ouvrir SolidWorks, créer une nouvelle pièce à partir de l'esquisse ci-dessous. Extruder cette esquisse sur une épaisseur de 5 mm.





Etape 2 - Enregistrer la pièce sous le nom d'Eprouvette.

Insérer une capture d'écran de votre esquisse avec la cotation dans votre compte rendu.

Etape 3 - Dans le menu Outils et Compléments, cocher le complément SolidWorks Simulation pour l'activer. Fermer la fenêtre.



Etape 4 - Patienter quelques secondes le temps que le module se lance. Un fois lancer l'onglet Simulation doit apparître sous la barre de tâches, cliquer dessus.



Faire une nouvelle étude de statique :





Etape 5 - Nous allons mettre en place la partie fixe de l'éprouvette. Faire un clic droit sur Déplacement imposés, puis Géométrie fixe.



Sélectionner une des faces extrêmes de l'éprouvette et valider.



Etape 6 - Nous allons mettre en place l'effort de traction. Faire un clic droit sur Chargements externes, puis Force.



Sélectionner l'autre face extrême de l'éprouvette à l'opposé de la géométrie fixe.



Modifier les caractéristiques en inversant la direction pour avoir une traction et avec une intensité de 1000 N. Valider.



Etape 7 - Nous allons maintenant définir le matériau étudié. Faire un clic droit sur Eprouvette, puis Appliquer/Editer matériau.



Nous allons étudier l'alliage d'aluminium 2024-O. Sélectionner le, appliquer et fermer.

Etape 8 - Vous pouvez maintenant lancer la simulatuion. Faire un clic droit sur Etude 1, puis Exécuter.



Patienter quelques secondes avant que les résultats s'affichent.

L'élément qui nous intéresse est la Contrainte (de Von Mises) en Mpa ou N/mm².

Pour changer l'unité des contraintes, faites un clic droit sur l'échelle des valeurs, puis Modifier la définition



 

Question 1 - Ouvrir le Libre Office Writer et faire un relevé des résultats sous forme de tableau (une colonne pour la force et une colonne pour la contrainte).

Pour obtenir un tracé de courbe aux questions suivantes, la colonne "Contrainte" doit être complétée sans ecriture scientifique, avec une valeur en Mpa ou N/mm² et sans unités.

• Pour la contrainte, utiliser l'Outil de tracé  Sonde dans la barre de tâches supérieure, puis cliquer au milieu de l'éprouvette pour faire votre relevé.

• Répeter la simulation en modifiant l'intensité de la force par incrémant de 1000N jusqu'à 10000N. Attention il faut Exécuter la simulation après chaque modification.

3 - Exploitation des résultats

Question 2 - Quel constat peut-on faire sur l'évolution de la contrainte ?

Question 3 - Sur Libre Office Writer et à l'aide du tutoriel suivant, faire une insertion de courbe dans votre compte rendu pour tracer la fonction : Contrainte = f(force).

1 - Sélectionner avec le curseur les lignes et les colonnes du tableau complété à la Question 1.

2 - Cliquer sur l'icone  Type de diagramme  et sélectionner Ligne (Points et lignes),

3 - Puis cliquer sur Terminer.

Question 4 - Quelle est la forme de la courbe ? Donner son équation en déterminant le coefficient directeur sous la forme d'une fraction 1/... .

Question 5 - En fonction des dimensions de l'éprouvette, calculer la surface d'une section perpendiculaire à la direction des efforts au milieu de l'éprouvette. Que constatez-vous ?

Question 6 - En déduire la relation mathématiques entre la force et la contrainte.

 

4 - Rendu de votre travail

Enregistrer ou générer votre compte rendu en format pdf.

Renommer le fichier avec vos deux prénoms.

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