Projet Module de Young
projet réalisé à 3 / 2024
L'objectif de ce projet était de calculer le module de Young de deux matériaux qui étaient l'acier et l'aluminium, à partir de deux méthodes différentes.
->La première par des essais de traction
->Et la seconde par l'utilisation d'ultrasons
Nous avons alors dans ce projet fait l'étude de toute une chaine de mesure allant de la conception des échantillons de mesure (des éprouvettes) en passant par la création de méthodes sur nos machines d'essai, pour finir par l'analyse et la comparaison des valeurs mesurées obtenues aux valeurs théoriques vérifiées.
Nos deux grandes problématiques étaient : d'une de calculer le module de Young expérimentale par deux méthodes et la seconde de résoudre un problème de calcul sur la machine de traction de 50 kN donnant de mauvaises valeurs.
Rechercher
pour comprendre et connaitre son sujet
Etablir
son plan d'action à partir des recherches faites
Réaliser
des mesures dans une démarche scientifique adaptée
Analyser
nos mesures avec un esprit critique et scientifique
Comparer
les méthodes utilisées à partir de leurs résultats
Eprouvette d'acier
A partir du logiciel Inventor, on peut modéliser les échantillons qui serviront à effectuer l'essai de traction dans le but de déterminer le module de Young du matériau. Cette éprouvette est cylindrique et nécessite des mors adaptés que l'on retrouve sur la machine de traction de 50 kN.
Eprouvette d'aluminium
On effectue le même processus pour l'aluminium, l'éprouvette est plate en raison de la géométrie des mors ici aussi sur la machine de traction de 5 kN.
On effectue les essais de traction sur deux machines différentes, la première pour l'acier à une force en traction maximale de 50 kN et la seconde pour l'aluminium elle de 5 kN.
Ces valeurs ont une importance car elles permettent de savoir si le matériau est adapté à la machine et peut subir l'essai.
Les machines de traction
Les machines mesurent la contrainte appliquée sur les éprouvettes en fonction de l'allongement subit par l'éprouvette et par la suite le calcul du module de Young se fait en calculant la pente obtenu pendant l'essai de traction.
Les ultrasons
On utilise des sondes à ultrasons ainsi qu'un oscilloscope afin de déterminer la valeur de vitesse des ondes que l'on envoie dans le matériau étudié, afin d'ensuite selon les propriétés du matériau telle que sa masse volumique, déterminer son module de Young par une relation qui relie la vitesse de propagation, la masse volumique ainsi que le coefficient de poisson.
Les deux méthodes nous ont permis de déterminer le module de Young et présentent chacune des avantages comme des inconvénients.
Les ultrasons permettent une mesure plus simple du fait qu'ils nécessitent seulement d'avoir une surface plane, mais l'étude demande plus de temps, qui là au contraire est plus rapide avec un essai de traction, mais qui demande de confectionner des éprouvettes normalisées.
Compétences techniques :
-> Elaboration d'échantillons normés
-> Etablir une chaine de mesure
-> Emploie de la métrologie dans les mesures
-> Caractérisation de grandeurs physico - chimique de matériaux
-> Analyses scientifiques de valeurs expérimentales
Compétences personnelles :
-> Planifier et coordonner des activités au sein de l'équipe.
-> Elaborer une stratégie d'action
-> Mener un projet en équipe de manière autonome.