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Lois de comportement des métaux - Élasticité. ViscoélasticitéArticle de référence | Réf : M4152 v1
Auteur(s) : Dominique FRANÇOIS
Date de publication : 10 mars 2005
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1.1 Définition d’un comportement élastoplastique
Un matériau élastoplastique est caractérisé par un seuil d’écoulement au-dessous duquel le comportement est purement élastique, alors qu’une fois celui-ci atteint la déformation n’est plus réversible. En toute rigueur, cette dernière est indépendante du temps : elle n’évolue pas si la charge est maintenue constante, elle ne disparaît pas progressivement après décharge. De même, le seuil n’est pas fonction de la vitesse de déformation. En pratique, il en est rarement ainsi et en réalité les matériaux ont le plus souvent un comportement élasto-visco-plastique. Dans les matériaux cristallisés (métaux, céramiques, composés ioniques), la déformation plastique est le résultat du déplacement de défauts du cristal appelés dislocations.
À très basses températures, la contrainte appliquée est insuffisante pour réussir à faire franchir à ces dislocations les obstacles qui s’opposent à leur déplacement. Il est indispensable de faire intervenir l’agitation thermique. Le comportement dépend alors de la vitesse de sollicitation. Il apparaît une composante de viscosité dans la loi de comportement.
À hautes températures (supérieures pour fixer les idées à la moitié de la température absolue de fusion), interviennent dans les processus de déformation d’autres défauts du cristal que sont les lacunes, sites atomiques vacants. Ces lacunes contribuent à la déformation en migrant sous l’action de l’agitation thermique. Le comportement visqueux devient prépondérant. Il existe cependant un domaine appelé athermique où le comportement plastique est indépendant de la vitesse de sollicitation. C’est celui où la théorie de la plasticité s’applique sans approximation. Pour les vitesses de déformation usuelles, ce domaine athermique s’étend grosso modo de la température ambiante à la moitié de la température thermodynamique de fusion.
À des températures plus basses, il est encore possible de caractériser approximativement le matériau en termes de plasticité, quitte à tenir compte de l’effet de la vitesse de sollicitation sur la limite d’élasticité.
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ÉTUDE ET PROPRIÉTÉS DES MÉTAUX
(1) - McCLINTOCK (F.A.), ARGON (A.S.) - Mechanical behavior of materials - . Addison Wesley (1966).
(2) - MASON (W.P.) - Piezo-electric crystals and their applications to ultrasonics - . Van Nostrand (1950).
(3) - ZENER (C.) - Élasticité et anélasticité des métaux - . Dunod (1948).
(4) - * - Cf. réf. McCLINTOCK (F.A.), ARGON (A.S.) - Mechanical behavior of materials.
(5) - FREUDENTHAL (F.A.), GEIRINGER (H.) - The mathematical theories of inelastic continuum - . Dans : Handbuch der Physik, vol. 6, Springer Verlag (p. 229) (1958).
(6) - FERRY (J.D.) - Viscoelastic properties of polymers - . Wiley New York (1961).
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Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 1 : Méthode d’essai à température ambiante. - EN 10002-1 - 2001
Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 4 : Vérification des extensiomètres utilisés lors d’essais uniaxiaux. - EN 10002-4 - 1994
Matériaux métalliques - Essai de traction - Partie 5 : Méthode d’essai à température élevée. - EN 10002-5 - 1991
Matériaux métalliques - Étalonnage des Instruments de mesure de force utilisés pour la vérification des machines d’essais uniaxiaux. Indice de classement : A03‐003. - NF EN ISO 376 - 03-02
Acier et produits en acier - Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais mécaniques. Indice de classement : A03-112. - NF EN ISO 377 - 09-97
Acier - Conversion des valeurs d’allongement - Partie I : aciers au carbone et aciers faiblement alliés. Indice de classement : A03-174. - NF EN ISO 2566-1 - 09-99
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