La vie moderne dépend largement du fer, le plus utilisé de tous les métaux. Il est nécessaire pour accomplir les tâches quotidiennes les plus simples. Le fer, généralement utilisé pour former de l’acier, contribue à la réalisation de nombreuses applications. Le béton des autoroutes et des bâtiments a besoin d’acier pour plus de solidité. Les transports, que ce soit du simple fer à cheval à un alliage d’acier spécial pour une fusée, font aussi appel à ce métal. Une liste complète de toutes les utilisations du fer et de l’acier semblerait sans fin, et de nouvelles utilisations sont découvertes chaque année.
La composition du fer
La microstructure du fer et de l’acier est constituée de grains de composition et de taille différentes. En général, un morceau de fer ou d’acier à grains fins est plus résistant qu’un morceau à gros grains. Si le métal ne comporte que des grains durs, il ne cédera pas sous la contrainte et pourra facilement se fracturer ou se briser. Si la structure est modifiée de sorte qu’il y ait des grains plus mous entre les grains durs, le métal se pliera plus facilement. L’un des objectifs de l’association du fer et de l’acier avec d’autres substances est de produire une telle caractéristique.
Les propriétés du fer
Lorsqu’un industriel achète du fer ou de l’acier, les propriétés recherchées sont spécifiées. Des tests sont effectués sur ces deux matériaux et les résultats sont exprimés en différents termes. La ductilité peut être déterminée par la facilité avec laquelle le fer ou l’acier se plient à un certain angle. La résistance à la traction est mesurée par la force nécessaire pour briser le métal. Le fait de frapper ou de comprimer le métal permet de tester sa dureté et sa résistance à la compression ou à l’impact. Le potentiel de fatigue, ou limite d’endurance, est déterminé en comptant le nombre de cycles de contrainte, appliqués d’abord dans une direction puis dans une autre, auxquels le métal peut être soumis avant de se briser.
Ressort à lames ou hélicoïdal ?
Nous allons nous intéresser ici au débat sur le choix entre les ressorts à lames et les ressorts hélicoïdaux. Les ressorts hélicoïdaux existent depuis près d’un siècle, mais l’histoire du ressort à lames remonte à plus d’un millier d’années, de sorte que les deux ont depuis longtemps prouvé leurs mérites individuels.
Mais à la question : « quel est le meilleur ? », il y aura toujours un point de discorde.
La réponse dépend en grande partie de l’utilisation prévue et, pour l’industrie automobile, elle se résume à ceci. Une suspension à lames est constituée d’une série de sections longues et relativement fines de métal élastique et suspendant l’essieu au milieu. Les ressorts hélicoïdaux ressemblent à ce que l’on peut imaginer d’un ressort, et se situent entre le haut de l’essieu et le châssis.
En termes de fonction, les suspensions à ressorts à lames sont beaucoup plus simples, puisque l’essieu est suspendu par le ressort, et ne nécessitent pas la géométrie de suspension compliquée des configurations à ressorts hélicoïdaux. Les ressorts à lames sont également beaucoup plus robustes et sont capables de supporter des charges beaucoup plus importantes, avec moins de déformation que les ressorts hélicoïdaux.
Les suspensions à ressorts hélicoïdaux offrent une plus grande amplitude de mouvement et permettent à l’utilisateur une enveloppe de réglage plus large que les ressorts à lames. Pratiquement toutes les applications hautes performances utilisent des ressorts hélicoïdaux lorsque cela est possible et que le budget le permet. Les suspensions à ressorts hélicoïdaux sont généralement plus performantes, car leur géométrie est mieux conçue que celle des ressorts à lames.
Les Tinius Olsen machines de traction
Les machines d’essais mécaniques Tinius Olsen, plus communément appelées machine de traction, sont également utilisées pour les essais de compression, résistance, flexion, cisaillement, force de perforation, etc.
Il existe plusieurs types de machines de traction : les mono-colonne, les bi-colonnes de table ou de sol, mais aussi une large gamme d’extensomètres, de mâchoires et d’interfaces pour obtenir des résultats encore plus précis. Enfin, ces instruments sont contrôlés par un logiciel de dernière génération, le logiciel Horizon, pour le pilotage, l’analyse et l’archivage des données.
Les tests de fatigue
De nos jours, il devient de plus en plus important de déterminer la limite de fatigue des matériaux, dont les métaux, dans le but d’étudier et d’estimer leur durabilité dans différents environnements et sous diverses contraintes cycliques afin de mieux connaître leurs propriétés mécaniques.
Ces essais de fatigue répondent le plus souvent à des normes bien définies. La résistance à la fatigue d’un matériau peut être mesurée à l’aide de machines d’essais mécaniques qui solliciteront l’échantillon en traction, compression, flexion, cisaillement, perforation et bien d’autres.
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