Fonte à graphite sphéroïdale

[mAx6010]

Hello,
Je calcule souvent la resistance de pieces moulees avec une fonte a graphite spheroidale.
Je pensais etre suffisamment casse-bonbons aupres de mes collegues a ne pas m aventurer dans l analyse des resultats lorsque les contraintes depassaient la limite elastique, mais je viens de recolter d autres proprietes mecaniques et du coup j ai un doute:

E---------> 170MPa
Rp0.2 --> 250MPa
Rm------> 400MPa

Dynamique sollicitation alternee ---> 190MPa (correspond bien avec un diagramme de Goodman pour cette fonte)

De ces des valeurs je limitais donc mes resultats à 250MPa (en statique) sur mon soft, et ce qui etait au-dessus je ne me prononcais pas (valeurs etants donc dans le domaine elasto-plastique)
J ai recupere une autre valeur, a savoir la limite de proportionalité à 180 MPa,

J aurai donc tendance a limiter desormais mes resultats à 180MPa plutot que 250MPa, pour etre certain d etre dans la limite elastique.

Cependant je viens de tomber sur un formulaire de fonderie avec justement la fonte en question sur lequel il est recommandé d utliser les valeurs suivantes pour les calculs:
125MPa en traction
147MPa en compression
40MPa en fatique avec entaille

Ces valeurs me paraissent exagerees, ou alors un coeff. de securité, non?


Deuxieme point: pour etoffer un peu les resultats au dessus de ma limite elastique, j ai 2 possibilites:

1) j active l option elasto-plastique, mais j ignore completement comment se comporte la fonte au dela du Rp0.2 (j ignore en fait comment elle se comporte au-dela de la limite de porportionnalite 180MPa)

2) j essaie d etablir un correlation entre les contraintes plastiques et les contraintes elastiques equivalentes (methode de Neuber, voir la discussion http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post5687520 )

Pour le premier cas, j ai un peu regarde la litterature, et j ai essaye de calquer une loi de comportement de Amberg-Osgood pour l utiliser dans le soft.

Je complete donc mes donnees mecaniques avec
A----> 15% (elongation a la rupture)
Z---->15-30%( retraicissement de la section a la rupture)

De ce dernier parametre, j en deduis qu'il y a un retraicissement de la matiere avant la rupture et que donc les 15% d elongation ne correspondent pas à la contrainte maxi Rm, mais à une autre contrainte moins elevee.
J essaie en fait de placer mon point Rm sur le diagramme contrainte/elongation

Dans la partie de mon graphique avec retraicissement a la section, j ai donc 2 points a placer:
Le premier (epsilon_M; Rm) et le second (A%, sigma_rupture) (je sais que de ces abcisses je dois tenir compte des composantes elastiques de l elongation)

Avec la methode de Neuber je pense pouvoir relier ces deux points et donc recuperer l elongation a la rupture en utilisant le retraicissement de la section a la rupture (je suppose (surement a tort) que la force de traction sur l eprouvette reste maxi, et que seule la section diminue).
En ayant mon point (epsilon_m; Rm) je peux aller un peu plus loin dans l analyse des resultats elastiques, et je pourrais par exemple "predire" une charge limite pour les tests d eclatement en corrigeant ma contrainte maxi de Rm=400Mpa, a une contrainte maxi corrigee de:

avec et issus du cacul lineaire et donc
d ou

En esperant qu un utilisateur maitrise assez bien ce genre de fonte, je vous remercie par avance
-----

[le_STI]

Salut.

Je ne suis pas un spécialiste, mais je peux te donner mon avis sur quelques points :

....
E---------> 170GPa
Rp0.2 --> 250MPa
Rm------> 400MPa
.....
J aurai donc tendance a limiter desormais mes resultats à 180MPa plutot que 250MPa, pour etre certain d etre dans la limite elastique.
....
Cependant je viens de tomber sur un formulaire de fonderie avec justement la fonte en question sur lequel il est recommandé d utliser les valeurs suivantes pour les calculs:
125MPa en traction
147MPa en compression
40MPa en fatique avec entaille

Ces valeurs me paraissent exagerees, ou alors un coeff. de securité, non?
Probablement, mais dans un premier temps es-tu certain qu'il s'agit des propriétés de la même nuance de fonte?

Deuxieme point: pour etoffer un peu les resultats au dessus de ma limite elastique, j ai 2 possibilites:

1) j active l option elasto-plastique, mais j ignore completement comment se comporte la fonte au dela du Rp0.2 (j ignore en fait comment elle se comporte au-dela de la limite de porportionnalite 180MPa)

2) j essaie d etablir un correlation entre les contraintes plastiques et les contraintes elastiques equivalentes (methode de Neuber, voir la discussion http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post5687520 )
Le plus simple/sûr ne serait-il pas de faire faire des essais de traction sur des échantillons, puis d'implémenter ces courbes dans ton logiciel?
Pour le premier cas, j ai un peu regarde la litterature, et j ai essaye de calquer une loi de comportement de Amberg-Osgood pour l utiliser dans le soft.

Je complete donc mes donnees mecaniques avec
A----> 15% (elongation a la rupture)
Z---->15-30%( retraicissement de la section a la rupture)

De ce dernier parametre, j en deduis qu'il y a un retraicissement de la matiere avant la rupture et que donc les 15% d elongation ne correspondent pas à la contrainte maxi Rm, mais à une autre contrainte moins elevee. L'effort sera probablement moins élevé, mais la contrainte pourrait rester contante voire être plus élevée, puisque justement la surface est réduite.
J essaie en fait de placer mon point Rm sur le diagramme contrainte/elongation
Pièce jointe 343056
Dans la partie de mon graphique avec retraicissement a la section, j ai donc 2 points a placer:
Le premier (epsilon_M; Rm) et le second (A%, sigma_rupture) (je sais que de ces abcisses je dois tenir compte des composantes elastiques de l elongation)

Avec la methode de Neuber je pense pouvoir relier ces deux points et donc recuperer l elongation a la rupture en utilisant le retraicissement de la section a la rupture (je suppose (surement a tort) que la force de traction sur l eprouvette reste maxi, et que seule la section diminue). Je pense effectivement que la force diminue (logiquement), ce que l'on peut voir sur les courbes de traction standard (zone descendante).
En ayant mon point (epsilon_m; Rm) je peux aller un peu plus loin dans l analyse des resultats elastiques, et je pourrais par exemple "predire" une charge limite pour les tests d eclatement en corrigeant ma contrainte maxi de Rm=400Mpa, a une contrainte maxi corrigee de:

avec et issus du cacul lineaire et donc
d ou
J'ai un doute sur l'efficacité de cette méthode. Il faut garder à l'esprit qu'à partir du moment où il y a de la striction, la valeur de contrainte affichée sur la courbe de traction n'est plus réellement exploitable.
En esperant qu un utilisateur maitrise assez bien ce genre de fonte, je vous remercie par avance

[mAx6010]

Hello et merci pour ce retour.

*Merci pour la correction de l unite du module d elasticite

*Oui je suis certain de la nuance de la fonte (j ai les autres nuances a disposition sur le formulaire et les valeurs sont du meme acabit)
La nuance exacte est en-gjs-400-15

*Je ne peux pas faire de test en atelier (et je doute que ce soit une priorité du point de vue de ma hierarchie)

*Rm etant la contrainte maxi lors de l essai, alors la contrainte a la rupture ne peut etre qu inferieure a Rm. Et donc on retombe sur ce que je supposais faux, a savoir qu a partir de Rm, la force de traction appliquee a l eprouvette reste maxi. Si c est le cas, effectivement, la contrainte doit augmenter si la section diminue (pour une meme charge)

*Si je reste sur la methode de Neuber pour corriger mes contraintes elastiques hors du domaine elastique, je dois donc prendre en compte le couple (, or pour moi est different de l allongement à la rupture.
C'est donc ce que je cherchais a determiner.

[le_STI]

*Rm etant la contrainte maxi lors de l essai, alors la contrainte a la rupture ne peut etre qu inferieure a Rm. Et donc on retombe sur ce que je supposais faux, a savoir qu a partir de Rm, la force de traction appliquee a l eprouvette reste maxi. Si c est le cas, effectivement, la contrainte doit augmenter si la section diminue (pour une meme charge)

*Si je reste sur la methode de Neuber pour corriger mes contraintes elastiques hors du domaine elastique, je dois donc prendre en compte le couple (, or pour moi est different de l allongement à la rupture.
C'est donc ce que je cherchais a determiner.

Sur le principe :

Lorsque l'on parle de contrainte on exprime une charge rapportée à une section, or lorsqu'il y a striction, la section diminue.
Les données mesurées par un banc d'essai de traction sont en réalité un effort et un déplacement donc, à moins d'avoir une machine capable de mesurer en temps réel la section minimale de l'éprouvette, la courbe ne nous permet pas de lire une contrainte "vraie".


Le point n°4 sur cette page explique mieux ce que je veux dire (sauf que je m'inquiète plutôt de la striction) :
https://conceptec.net/techniques-de-...ai-de-traction

D'ailleurs sur le graphe courbe rationnelle/courbe conventionnelle, on voit bien que la contrainte réelle continue à augmenter après que la courbe conventionelle ait atteint le point Rm (ce graphe n'est donnée qu'à titre d'exemple, mais disons que ça étaye ce que je pressentais).

A vrai dire, je ne connais pas (encore) Neuber ni Amberg-Osgood donc je ne peux pas me prononcer sur leur application, mais il me semble aventureux d'extrapoler des caractéristiques mécaniques à partir de données venant d'une courbe de traction (conventionnelle) et étant au-delà de {}.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mAx6010]

Hello,
Merci pour le lien.
Oui effectivement il y a une distinction entre les "real stress" et les "engineering stress", sachant que les contraintes "engineering" (donc pour la courbe conventionelle) sont calculees par rapport a la section initiale et donc connue.
La portion au-dela de () ne m interesse evidemment pas, j essayais juste de determiner l elongation equivalente a la contrainte maxi Rm, pour avoir un semblant de loi de comportement elasto-plastique, car pour l instant je n ai qu une droite
Je suis conscient que ma demarche etait maladroite, et c est pour ça que je postais sur le forum. La/les discussion(s) occasionnee(s) est/sont toujours fructueuse(s).
De toutes façons les predictions de mes collegues qui extrapolent mes resultats (elastiques) au-dela de la limite d elasticité sont encore plus fausses.

[le_STI]

Salut.

En fait j'avais bloqué sur ça :

....j ai donc 2 points a placer:
Le premier (epsilon_M; Rm) et le second (A%, sigma_rupture) ....

Bon, maintenant il me reste à m'intéresser à messieurs Neuber, Ramberg et Osgood pour pouvoir essayer de t'aider plus concrètement

[le_STI]

OK, donc Ramberg-Osgood te permettrait d'approximer la courbe dans la partie plasqtique.
Seulement pour trouver les coefficients à appliquer, tu as besoin de connaitre certains points de la courbe réelle.
C'est pour ça que tu cherches à trouver les coordonnées du point situé à Rm.

J'ai bien saisi?

Pour moi, le soucis est que tu n'as pas assez de données et qu'une extrapolation à l'aide de Neuber pour pouvoir estimer la courbe à l'aide de Ramberg-Osgood risque de ne pas être très fiable.

Tu pourrais peut-être t'appuyer sur le point situé à la limite de proportionnalité et celui situé à Rp0.2 pour reconstruire la courbe avec Ramberg-Osgood?
Ce n'est pas idéal car ces points sont proches, mais tu t'appuierais alors sur des mesures.

[mAx6010]

OK, donc Ramberg-Osgood te permettrait d'approximer la courbe dans la partie plasqtique.
Seulement pour trouver les coefficients à appliquer, tu as besoin de connaitre certains points de la courbe réelle.
C'est pour ça que tu cherches à trouver les coordonnées du point situé à Rm.

J'ai bien saisi?

Exactement

Pour moi, le soucis est que tu n'as pas assez de données et qu'une extrapolation à l'aide de Neuber pour pouvoir estimer la courbe à l'aide de Ramberg-Osgood risque de ne pas être très fiable.

Tu pourrais peut-être t'appuyer sur le point situé à la limite de proportionnalité et celui situé à Rp0.2 pour reconstruire la courbe avec Ramberg-Osgood?
Ce n'est pas idéal car ces points sont proches, mais tu t'appuierais alors sur des mesures.

Oui ou alors je suppose qu il n y pas de striction et que la rupture se produit a la contrainte maxi Rm

[le_STI]

Exact.

A la limite, tu te bases sur les points connus (limite de prop. et Rp0.2) pour tracer la courbe selon Ramberg-Osgood et tu vérifies si tu peux replacer le point {Rm;élongation rupture} sur la courbe obtenue.

[mAx6010]

Ah oui j avais pas pris vu cela sous cet angle
Merci