Publication : Laboratoire d'essais

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  - RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
  - LABORATOIRE D'ESSAIS
  - D’ESSAIS
  - PARALLÈLE ENTRE LA DÉTERMINATION CINÉMATIQUE DE LA DURETÉ A L’AIDE D’UN CÔNE, D’UNE PYRAMIDE ET D’UNE BILLE
  - par MM. Pierre Dubois & André Dumez
  - PUBLICATION N° 101
  - (Extrait des Comptes Rendus de l’Académie des Sciences T. 222 - P. 365-367 - 11 Février 1946)
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- - MÉCANIQUE PHYSIQUE. — Parallèle entre la détermination cinématique, de la dureté à l’aide d'un cône, d'une pyramide et d'une bille. Note (‘) de MM. Pierre Dubois et ANDRÉ DUMEZ.
  - Nous avons défini (a) la dureté cinématique, donné le principe de sa mesure et quelques valeurs de cette dureté relative à différents solides.
  - Voici un résumé des nouvelles recherches que nous avons effectuées en vue d’établir un parallèle entre les résultats obtenus en utilisant des péné-trateurs coniques, pyramidaux et sphériques.
  - Méthode d'étude. — Les courbes force-pénétration ont été enregistrées, et utilisées pour le calcul dans les conditions indiquées précédemment (2). Nous avons tout d’abord employé comme pénétrateurs un tétraèdre régulier, un trièdre trirectangle et les pyramides à dose dodécagonale qui en dérivent; les angles au sommet des cônes qui sont tangents intérieurement à ces dernières ayant respectivement pour valeurs 68°40' et 107°40'. Nous avons fait ensuite des expériences avec une pyramide à base carrée d’angle au sommet entre face opposées égal à i36°3o', et avec une pyramide à base octogonale telle que le cône tangent intérieurement ait un angle au sommet de 146°10'. Enfin nous nous sommes servis de billes de différents diamètres (5, 10 et 20 mm).
  - Résultats. — Avec les pénétrateurs pyramidaux, les courbes enregistrées en faisant des empreintes sur différents solides, aluminium, cuivre, magnésium etc., sont, comme celles que l’on obtient en utilisant des pénétrateurs coniques, des paraboles, pour lesquelles la force F est liée à la pénétration P par la relation F = kp2. La constante k a une valeur intermédiaire entre celles qui correspondent aux cônes tangents intérieurement et extérieurement à chacune des pyramides utilisées. L’effet d’entaille, qui se manifeste pendant la pénétration avec d’autant plus d’intensité que l’angle du dièdre formé par deux faces de la pyramide est plus aigu, n’introduit donc pas d’anomalie dans le classement de ces trois valeurs.
  - Avec les billes, les courbes force-pénétration diffèrent d’une parabole. A l’aide de courbes telles que celles de la figure 1, nous avons déterminé,
  - (1 ) Séance du 14 janvier 1946.
  - (2) Comptes rendus, 219, 1944» pp. 669-671.
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- - (2)
  - par la planimétrie, le travail moyen, exprimé en kg-mm par mm3, que nécessite le refoulement progressif du solide quand cette opération intéresse successivement 1, 2, 3, ... mm3 de matière (fig. 2).
  - Force
  - F
  - Kg
  - 300
  - 250
  - 200-
  - 150-
  - 100
  - 50
  - Pénétration
  - 0.355 0.525 0,640 0,7550.850mm___
  - 1 2 3 4 5 ,mm3
  - Volume de l’empreinte
  - -2 -
  - L + m ov
  - 2
  - or
  - E
  - 3
  - S
  - as L
  - “Travail moyen,en
  - Kg.mm par mm5
  - -O-o Trrmrrre
  - Si l’on calcule les valeurs des différents angles tels que a (fig. 3) qui correspondent à un refoulement de i, 2, 3, ... mm3 de matière, on peut lire ensuite, sur les courbes établies antérieurement (2), le travail en kg-mm par mm3 que l’on ferait dans ces différents cas avec un cône ayant un angle au sommet égal à l’angle a considéré. L’exemple de la figure 2 et d’autres exemples relatifs à différents solides nous permettent de penser qu’il existe une analogie assez marquée entre les phénomènes qui interviennent dans le billage et ceux qui résulteraient, si cela était possible, de l’utilisation d’un cône dont l’angle au sommet se fermerait progressivement au cours de l’enfoncement. La bille semble donc être, a priori, comme l’avait remarqué Bouasse (3), un pénétrateur singulièrement mal
  - (3) Résistance des matériaux, Paris, p. 486.
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- - (3)
  - choisi. Si la pyramide ou le cône donnent une empreinte dont la surface reste semblable à elle-même quel que soit l’enfoncement, le cône paraît préférable à la pyramide en raison de la symétrie de révolution qu’il présente et de l’absence d’effet d’entaille ailleurs qu’au sommet.
  - De l’ensemble des études que nous avons faites se dégage la conclusion suivante : Puisque les valeurs que l’on obtient dans la mesure de la dureté évaluée par une méthode de pénétration dépendent de la forme du péné-trateur et des conditions de son emploi, on peut penser que la notion de dureté relative à cette méthode ne correspond pas à une grandeur physique bien déterminée, mais à un complexe de grandeurs. Ces dernières sont, vraisemblablement, liées aux phénomènes d’élasticité, de plasticité, de frottement etc. qui interviennent au cours de la pénétration.
  - ( Extrait des Comptes rendus des séances de l'A cadémie des Sciences, t. 222, pp. 365-367, séance du ii février 1946.)
  - Dépôt légal d’éditeur. — 1946. — N° d’ordre 64. Dépôt légal d’imprimeur. — 1946. — N° d’ordre 144.
  - GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L'ACADÉMIE DES SCIENCES
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  - Paris — Quai des Grands-Augustins, 55.
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