Limite d'élasticité
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La limite d'élasticité est la contrainte à partir de laquelle un matériau commence à se déformer de manière irréversible. C'est la zone en rouge sur le graphique, au-delà du domaine élastique E représenté en bleu sur lequel l'augmentation de la contrainte donne une déformation à la fois linéaire en fonction de cette contrainte et réversible à la suppression de cette contrainte. Les déformations subies au-delà de la limite d'élasticité restent permanentes. Elles se mesurent ou se vérifient habituellement à l'aide d'un essai de traction.
La dimension de la limite d'élasticité est une pression (ML-1S-2).
Dans la littérature moderne, elle s'exprime en pascal (Pa), ou plus généralement en méga-pascal (MPa) en raison de son ordre de grandeur. Il y a quelques années, on parlait plus fréquemment de l'unité aujourd'hui désuète de kilogrammeforce par centimètre carré (kg/cm²).
Dans le milieu de la technique et par abus de langage, on utilise fréquemment limite élastique pour limite d'élasticité.
La grandeur est d'importance, on peut la noter :
- σy en raison du terme anglais yield strength
- Re ou σLE
- σ0,2 la transition élastique-plastique est floue, il s'agit de la valeur de la contrainte qui laisse 0,2 % de déformation plastique lorsqu'elle est retirée.
- Rp0,2
[modifier] Limite d'élasticité des matériaux usuels
| Matière | Nuance | Re [MPa] |
|---|---|---|
| Résineux courants | C18 à C30 | 18 à 30 |
| Bois lamellé-collé | GL24 à GL32 | 24 à 32 |
| Aluminium | EN AC-AlSi12Cu | 180 à 240 |
| Acier de construction usuel non allié | S235 à S355 | 235 à 355 |
| Acier pour trempe | XC 30 (C30) | 350 à 400 |
| Acier faiblement allié | 30 Cr Ni Mo 16 (30 CND 8) | 700 à 1450 |
[modifier] Facteur influençant cette limite
La déformation élastique se produit par déplacement de dislocations, qui sont des défauts cristallins. Les principaux facteurs déterminant la limite élastique sont :
- forces de cohésion interatomique : bien entendu, plus les liaisons entre atomes sont importantes, plus il est difficile de les déplacer donc plus la limite élastique est élevée ;
- la structure cristalline : les glissements — les déplacements des dislocations — se font plus facilement sur les plans atomiques ayant une forte densité ; les cristaux ayant le plus de possibilités de glissements sont les cristaux de structure cubique à face centrée ; de fait, les matériaux les plus ductiles — or, plomb, aluminium, austénite — sont cubiques à face centrée ;
- les atomes étrangers bloquent les dislocations (nuage de Cottrell, épinglage) ; les métaux purs sont plus ductiles que les métaux alliés ;
- les dislocations sont bloquées par les joints de grain ; plus il y a de joints de grain, donc plus les cristallites sont petits, plus la limite élastique est élevée ;
- les dislocations se bloquent entre elles ; plus le matériau contient de dislocations, plus la limite élastique est élevée (écrouissage).
Ces facteurs dépendent entre autres de la température, donc la limite élastique dépend elle aussi de la température.
[modifier] Voir aussi
- Déformation élastique
- Déformation plastique
- ne pas confondre avec limite de rupture
