la fonte travaille parfois sous des charges très-rapprochées de celle de rupture (232). Résistance des fontes à la rupture par millimètre carré de section (M. Love, Résistance des matériaux). III. Bronze. Résistance à la rupture par millimètre carré de section du bronze à canon composé de : cuivre 89,96, étain 9,79, plomb 0,25 (expériences faites à Douai en 1858). Bronze tiré d'une pièce de 24 (expériences faites au Conservatoire). 10,23 M. Edwin Clark rapporte que des expériences faites sur des tôles pour chaudières ont donné en moyenne une résistance à la rupture par traction de 30,89 par millimètre carré de section. Les épaisseurs de tôle • ont varié dé 0,0127 à 0,0175, et, quoique de provenances diverses, les résistances n'ont pas varié sensiblement. Des expériences faites pour déterminer l'influence du sens du laminage sur la résistance de la tôle ont donné en moyenne 31*,48 et 28*,48, suivant que la tôle est tirée parallèlement ou normalement au sens du laminage. D'autres expériences faites dans le même but par M. Fairbairn, ingénieur de Manchester, ont donné 34*,46 et 35*,25 pour ces résistances moyennes : c'est sensiblement la même valeur. Enfin des expériences récentes faites dans les ateliers de MM. Gouin et Cie, sur des tôles d'Imphy, de Montataire, de Commentry et d'Hayange, ont donné une moyenne de 34*,43 et 31,76 pour ces résistances. Expériences comparatives exécutées sous la direction de MM. Combes, Gorieux et Couche, sur de la tôle d'acier fondu de 0,006 d'épaisseur, propre à la fabrication des chaudières à vapeur, sur des tôles en fer fabriquées au coke, et sur des tôles d'Audincourt fabriquées au charbon de bois. Pour la tôle d'acier la résistance a été la même dans le sens du laminage qu'en travers, et de 65*,50 par millimètre carré pour de la tôle prise dans la partie d'une chaudière qui avait été soumise à l'action du feu, et de 70 kilog. pour de la tôle prise en dessus de la chaudière. La tôle de fer au coke a donné 32 kilogrammes pour la résistance en longueur et 35 kilogrammes pour la résistance en travers. La tôle de fer au bois a donné respectivement 35*,50 et 37 kilog. pour ces résistances. V. Boulons et rivets. Tôles rivées. Les rivets qui réunissent les plaques de tôle, les boulons d'assemblage des chaînes plates, ceux des poulies, des moufles, etc., résistent à un effort transversal ou de cisaillement. Suivant que les boulons ou rivets réunissent 2, 3, 4... n plaques, comme dans les moufles par exemple, il y a respectivement 1, 2, 3... 1 points de cisaillement, et l'expérience prouve que la résistance est proportionnelle à ces nombres de points, et que cette résistance est sensiblement la même que si chaque section cisaillée résistait à un effort de traction longitudinal. En effet, des expériences ont donné une résistance moyenne au cisaillement de 36*,69 par millimètre carré, et la résistance du fer à l'extension a été trouvée de 36 à 40 kilogrammes. La Commission qui a fait les expériences comparatives précédentes sur les tôles, a également constaté la résistance des rivets en acier fondu au cisaillement. Un tel rivet de 0,016 de diamètre n'a commencé à se cisailler, mais sans se rompre, que sous une charge de 11000 kilogrammes; c'est 55 kilogrammes par millimètre carré de section, résistance qui n'est inférieure à celle par extension que de 1/6 au plus. Des expériences faites par M. Fairbairn ont donné, selon que deux feuilles de tôle sont réunies par un simple rang de rivets ou par deux rangs dont les rivets de l'un se croisent avec ceux de l'autre, une résistance moyenne à la rupture de 29*,67 et 38*,33 par millimètre carré de la section de la tôle faite par les axes des trous; cette dernière résistance est très-sensiblement celle de la tôle. Quelques expériences citées par M. E. Clark tendent à faire estimer à 5000 ou 6000 kilogrammes le frottement produit par un seul rivet bien fait, remplissant bien son trou, et de 21 à 22 millimètres de diamètre; ce qui l'a conduit à conclure que les solides formés par des tôles ainsi assemblées résistaient comme s'ils étaient d'une seule pièce. Cette estimation paraît un peu exagérée; mais elle peut être admise dans la pratique, vu la faible charge qu'on y fait supporter à la tôle, sauf à diminuer un peu le coefficient de résistance de la tôle. MM. Gouin et Cie ont fait tourner des broches en fer corroyé, dit extramartelé de Grenelle, et en ont réuni deux tiges en acier trempé, dont l'une embrassait l'œil de l'autre par une fourchette bien assemblée; ces tringles, soumises à des efforts de traction, ont donné les résultats suivants : 8 10 12 16 Diamètres des broches en millimètres. Résistance moyenne des broches par millim. carré. 32,70 314,55 314,48 31,83 Le même fer que les broches, tiré longitudinalement, ne s'est rompu que sous une charge de 40 kilogrammes par millimètre carré. Ainsi l'on peut admettre que la résistance au cisaillement est les 0,8 de la résistance à la traction. En rivant à chaud des broches qui ont donné 31*,83, le même appareil a fourni 32*,55 pour cette résistance. La faible différence de ces nombres ne serait-elle pas due à ce que les deux branches de la fourchette ne se rapprochaient pas facilement et étaient dans un certain état de poli? VI. Résistance des boulons et rivets qui réunissent des plaques de tôle à la manière de ceux des boites à feu des chaudières de locomotives, d'après les expériences de M. Fairbairn. Pour la tôle de fer l'épaisseur était de 0,0127, et pour la tôle de cuivre 0,0095. Les boulons étaient seulement vissés, ou à la fois vissés et rivés. Boulons (voir le no 280). Le profil des filets de vis des boulons est un triangle équilatéral à angles arrondis. d étant le diamètre de la tige d'un boulon, le diamètre le plus fatigué de la partie filetée est d' = P étant la tension que doit supporter un boulon, et R la résistance millimètre carré, résistance qu'il est bon de ne pas faire supérieure à 6 kilog. pour le fer, on a par 1 Tableau des valeurs du coefficient K= adoptées dans beaucoup d'ate 0,16πR liers, et entre autres dans ceux du chemin de fer du Nord: Boulons pour bâtiments, dont le fer est de qualité ordinaire. pour machines, en fer de bonne qualité. en acier corroyé. en acier cémenté. en acier fondu et trempé. 0,7 0,6 0,5 0,45 0,4 Du cours de résistance appliquée, professé à l'École centrale par M. Contamin, nous extrayons ce qui suit sur les boulons : Pour les boulons de bâtiments, R ne doit pas dépasser 3*, et cette valeur donne K=0,813; Pour les boulons de machines, en fer de bonne qualité ordinaire, on peut prendre R=4, d'où K=0,705; Enfin, pour les boulons de machines, en fer de très-bonne qualité, on peut prendre R=6k, d'où K=0,575. Ces trois dernières valeurs de K trouvent leur justification dans celles ci-dessus, adoptées dans beaucoup d'ateliers. Appelant h la hauteur de l'écrou et n le nombre des filets sur cette hauteur, on a pour: R=3, cas des boulons pour bâtiments. R=4, cas des boulons ordinaires pour machines. h=1,023d et n = 8,88; h=1,364d et n = 11,84; h=2,046d et n=17,16. Que la tête du boulon soit fabriquée par enroulement ou par refoulement, sa hauteur h' doit être telle que la force qui tend à faire glisser par arrachement le corps du boulon dans la tête ne dépasse pas 1 kil. par millimètre carré, soit лdh' × 1 pour toute la surface. On doit donc avoir au maximum 0,64πα R=лdh', d'où = h' 0,16Rd. Soit, au minimum, h'= 0,64d si R= 4 kil., et h' 0,96d si R = 6 kil. = On admet généralement 0,12 pour la valeur du coefficient du frottement entre les filets de l'écrou et ceux du boulon, ainsi que pour le coefficient du frottement de l'écrou sur sa portée, qui doit être tournée. Pour que le graissage soit possible, entre les filets, la pression normale ne doit pas dépasser 0,6 par millimètre carré de leur surface de contact travaillante. Généralement les faces supérieure et inférieure des écrous sont arrondies aux angles, de manière que la portée soit limitée à l'extérieur par la circonférence inscrite à l'hexagone ou au carré suivant lesquels l'écrou se projette, et à l'intérieur par la circonférence du trou du boulon. Du côté de la tête ce trou, à cause du léger congé qui s'y trouve, a un diamètre égal à 1,1d, et du côté de la tête ce diamètre ne doit pas dépasser 1,05d. Pour les boulons de bâtiments, soit pour R = 3*, on a : Les boulons pour machines sont toujours à six pans. Pour R = 4, L'écrou est manœuvré à l'aide d'une clef sollicitée par un homme produisant un effort F=15, ou par deux hommes donnant F=30*. à étant le bras de levier de F, le moment de cette force est Fò, et l'on a Fa= Tableau des dimensions des boulons de machines et de leurs accessoires, dans l'hypothèse R=4*. L'écrou est à six pans et le millimètre est pris pour unité. |