Assemblages Mécaniques, Adhésifs et Propriétés des Matériaux

Assemblages : Mécanique de retenue et adhésifs

Mécanique de retenue

La mécanique de retenue implique l'utilisation de différentes méthodes de fixation pour maintenir un assemblage. Ces procédés utilisent des composants matériels distincts, appelés fixations. Les méthodes de contention sont divisées en deux catégories principales :

• Celles qui créent un lien permanent (ex: rivets).
• Celles qui permettent le démontage (ex: fixations filetées comme les vis, boulons et écrous).

Les assemblages mécaniques sont souvent préférés aux autres procédés pour plusieurs raisons :

• Facilité de fabrication en usine.
• Facilité de montage et de transport.
• Facilité de démontage pour la maintenance, la réparation ou le remplacement de pièces.
• Simplicité pour créer des assemblages mobiles comme les charnières, les mécanismes coulissants et les supports réglables.
• Réduction du coût global de fabrication du produit.

Adhésifs

Le collage et l'étanchéité permettent d'assembler des matériaux similaires ou différents, tels que les métaux, les plastiques, les céramiques, le bois, le papier et le carton. Il s'agit d'un procédé d'assemblage où un matériau de remplissage, l'adhésif, maintient ensemble deux (ou plusieurs) pièces très proches en se solidifiant à leur surface. L'adhésif est une substance non métallique, généralement un polymère.

Pour que ces mécanismes d'adhésion soient efficaces, les conditions suivantes doivent être réunies :

1. Les surfaces des pièces à coller doivent être propres et exemptes de saleté, de film de graisse et de rouille.
2. L'adhésif, sous sa forme liquide initiale, doit assurer un mouillage complet de la surface du joint.
3. Il est souvent utile que les surfaces ne soient pas parfaitement lisses ; une surface légèrement rugueuse augmente la zone de contact et favorise l'ancrage mécanique.

Propriétés mécaniques des matériaux

Ce sont des caractéristiques inhérentes qui permettent de distinguer un matériau d'un autre.

Relation contrainte-déformation

Les types d'efforts statiques que les matériaux peuvent subir sont la tension, la compression et le cisaillement. Les contraintes de tension tendent à allonger le matériau, la compression tend à le tasser, et les forces de cisaillement tendent à faire glisser des portions adjacentes du matériau l'une sur l'autre.

Propriétés en tension

Cet essai applique une force qui tend à allonger le matériau et à réduire son diamètre.

Propriétés en compression

Un test de compression applique une charge qui écrase un échantillon, généralement cylindrique. Lorsqu'il est comprimé, sa hauteur diminue et sa section transversale augmente.

Essai de pliage pour matériaux ductiles et fragiles

Le pliage est utilisé pour former des feuilles et des tôles. Ce processus soumet le matériau à une contrainte de traction sur la moitié extérieure du pli et à une contrainte de compression sur la moitié intérieure. Si le matériau ne se fracture pas, il sera plié de manière permanente.

Propriétés en cisaillement

Le cisaillement implique l'application d'efforts en sens opposés de chaque côté d'un élément, provoquant une déformation similaire à celle d'un parallélogramme.

Dureté

C'est la propriété d'un matériau à résister à la pénétration, aux rayures et à l'usure de sa surface.

Échelles de dureté industrielles

La dureté est mesurée avec un duromètre. L'intérêt de déterminer la dureté des aciers réside dans la corrélation entre celle-ci et la résistance mécanique. C'est une méthode d'essai moins coûteuse et plus rapide que l'essai de traction.

Les principales échelles de dureté industrielles sont les suivantes :

• Dureté Brinell
• Dureté Knoop
• Dureté Rockwell
• Dureté Rockwell superficielle
• Dureté Rosiwal
• Dureté Shore
• Dureté Vickers
• Dureté Webster

Viscosité

La viscosité est la propriété qui caractérise la résistance à l'écoulement d'un fluide.

Comportement viscoélastique des polymères

Une propriété caractéristique des polymères est la viscoélasticité. Elle décrit la déformation d'un matériau lorsqu'il est soumis à une contrainte et à une température données sur une certaine durée. Comme son nom l'indique, c'est une combinaison de comportement visqueux et élastique.