DES ESSIEUX QUI LES ONT SUPPORTÉES SANS ÉPROUVER DE RUPTURES

PARTIELLES? — Telle est la première question qu'il iraporle d'examiner, et à ce sujet l'expérience seule peut prononcer ; nous l'avons consultée directement, comme nous allons le dire.

Lorsqu'une barre de fer ductile a éprouvé, sans rupture d'aucune de ses fibres, une flexion permanente sous raction d'efforts qui ont altéré son élasticité , il est souvent facile de la redresser, même à froid, et si le métal supporte encore, sans rupture d'aucune fibre, cette seconde épreuve, elle devient l'indice certain d'une très-grande ténacité unie à la ductilité, conditions essentielles auxquelles doit satisfaire un essieu.

C'est du reste ce que prouvent les épreuves faites & Nevers en 1858 sur des essieux de bonne fabrication,. comme on le verra plus loin. Mais il ne m'en a pas moins paru utile de constater si, après le redressement, le coefficient d'élasticité de la terre et sa résistance à la flexion, sont restés les mêmes.

A cet effet, une barre de fer provenant des forges d'Anzin et Denain, ayant 3"'.20 de longueur et une section de O".039.de

ÉPBKUVES i>£S ESSIEUX. 131

iwmtcw «MT 0^.029 ile tergear «ons ta portée tte -2".d30, a été soumise a des charges successivement croissantes, |us(|u'à ce x[ue son élasticité fût altérée et qu'elle eût pris une flexion permanente de 0«.020 ou ^^ de sa portée.

Après une première expérience , la barre a été retournée , redressée à froid avec des maillets en bois, et soumise à une seconde épreuve, qui a éié poussée jusqu'à ce que les flexions allassent toujours en croissant sous la dernière charge essayée, signe évident de l'altération de l'élasticité.

Cette deuxième épreuve a été suivie d'une troisième, opérée •dans des conditions analogues après le redressement de la iMirre.

Les résuKats de ces expériences sont consignés dans le tableau suivant ; et pour le calcul des valeurs du coefficient d'élasticité, il convient de rappeler que l'on a

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ce qui, avec la formule

permet de trouver pour chaque série d'expériences la valeur de ce coefficient, qui correspond aux limites où les flexions sont restées proportionnelles aux charges.

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466. Conséquence des expéruences précédentes. — Les résultats consignés dans ce tableau donnent pour la

!'• série E = 21 970 000 000»^"

2« série E = 20 566 000 000

3« série E = 20 263 000 000

Moyenne E = 20 933 000 000»^".

L'on voit donc que, malgré Taltération de l'élasticité dans chacune de ces expériences, et le redressement qui les a suivies, le coefficient d'élasticité n'a pas varié de plus de -^^ et que, dans les deux dernières expériences, il est resté presque identiquement le même.

Il suit de là que si l'élasticité , et par suite la résistance du fer qui a subi des flexions de ^ de sa portée et des allongements proportionnels égaux à 0».0021, a été altérée, cette altération est très-peu sensible, et qu'elle ne diminue pas d'une manière notable la résistance que le métal peut encore offrir à de nouveaux efforts.

467. GoNDinoNS spécules auxquelles doivent satisfaire les essieux de l'artillerie. — Outre les effets brusques du recul occasionnés par le tir, les essieux des voitures de Tartillerie sont exposés à parcourir les plus mauvais chemins et souvent à être versés, culbutés de la manière la plus violente. Il est donc, pour ce service, de toute nécessité que le fer dont ils sont fabriqués soit aussi doux et aussi ductile que possible , plutôt même que très-rigide. Des épreuves par le choc sont donc, dans ce but, très-rationnelles, parce que les fers durs et peu ductiles ne peuvent les supporter, et l'énergie de ces épreuves met de suite en évidence si les fers employés à la fabrication des essieux qui y sont soumis possèdent ou non les qualités voulues. Elles permettent ainsi d'éliminer les fers médiocres, et de n^admetlre dans le service que ceux qui sont réellement de qualité supérieure.

C'est ce que montrent fort bien les épreuves comparatives suivantes, qui ont été exécutées à Nevers par l'inspecteur des forges.

Les essieux soitmis à ces expériences élaîent des n* 2 Wy et 3 bis, destinés au matériel nourcau des canons rayés.

Ils formaient quatre groupes différents par la qualité du métal :

V Deux essieux en fer corroyé aux cylindres n** 2 6« et 3 Wj, et deux essieux en acier puddlé corroyé aux cylindres n** 2 Ws et Z bis y provenant des forges de' Fourchambault ;

2<> Essieux en fer corroyé au marteau , des forges de Salbres (Loir-et-Cher) ;

3*» Essieux en fer martelé, provenant directement de la loupe, des mômes forges que le précédent ;

4<' Essienx en fer corroyé au marteau, et pour la fabrication desquels l'on avait employé du fer de qualité médiocre.

Les essieux du premier groupe ont reçu d*abord seize conps de mouton tombant de hauteurs qui ont été progressivement augmentées de O'.IO en 0^.10, depuis la hauteur réglementaire, qui, pour ces numéros d'essieux, a été fixée à 0™.90 pour le n*» 2 biSy et à 0".68 pour le n* 3 bis y jusqu'à celle de 1".65 ; et après chaque série de deux coups, l'essieu était retourné et redressé au moyen d'un troisième coup à même hauteur.

Cette première épreuve n'ayant produit aucune altération, elle a été suivie d'une nouvelle série de seize coups de mouton tombant de hauteurs variables comme précédemment; puis enfin l'essieu a reçu dix coups de mouton , élevé chaque fois

à i-.es.

Après avoir reçu ce nombre total de quarante-deux coups de mouton et avoir été redressé dix fois , les essieux ne préscn* talent ni altération m commencement de rupture.

Les deux essieux en acier poddié ont 'subi les mêmes épreuves sans présenter la moindre altération. Le second a été ensuite soumis à quatre chocs de monfon tombant soccessivemenf^ dès hauteurs de 0"».90, l'-.lO, 1«.30 et 1"".50, sans que cet essieu mi été, comme précédemment, ref<nirné pomr être redressé, et sans que la flèche de courbure ail été limitée par rendnme.

Cette dernière épreuve, qui est analogue à beaucoup d*autres

ÉPREUVES DES ESSiStTX. 135

exécatées sur des essiem en acier pudié corroyé, confiripe ee que Ton sait de la grande ductilité de ce produit nouveau de la métallurgie.

Un essieu du deuxîènoe groupe, en fer corroyé au marteau, a supporté neuf coups de mouton , tombant de hauteurs croissant, depuis 0".65, de 0".20 en O-'.ÎO, jusqu'à I-.ÔS. Il a été retourné et redressé trois fois pendant ces épreuves , et s'est cassé au dixième coup , où la hauteur de chute avait été portée

Un essieu du troisième groupe, en fer martelé, provenant directement de la loupe, a supporté d'abord un premier coup de mouton avec la hauteur de chute de 0"*.65, purs deux coups avec la chute de 0"i.85. Après avoir été redressé une fois, il a cassé sous la chute du mouton tombant de l^'.GS.

Enfin, sur dix essieux du quatrième groupe, fabriqué en fer corroyé, mais de qualité médiocre, quatre ont cassé au premier coup de mouton tombant de la hauteur réglementaire

468. Conséquences de ces Preuves. — La première conséquence de ces expériences, c'est que les épreir^es éliminent de suite les fers de qualité médiocre.

L'on volt aussi combien un corroyage énergique améliore la qualité et augmente surtout la ductilité des fers. Les essieux du troisième groupe, obtenus directement de la loupe, mais sans corroyage, se sont montrés très-inférieurs à ceux des deux premiers. Ceux du second groupe , quoique corroyés au marteau, seKm l'ancien procédé de fabrication, bien que fort bons et éminemment propres au service, se sont cependant montrés* moins ductiles que ceux du premier, qui avaient été corroyés du laminoir, dont la rapidité et l'uniformité d'action assurent le soudage de tontes les mises chauffées au rouge blanc.

469. Conclusions. — En résumé , ks expériences qui pré- -cèdent ont mis en évidence que les fers qui les supportent sans avaries sont de première qualité, à la fois résistants et ductiles, -et que Tépreuve ne les altère pas, au moins d'une manière no- 4able, puisque après l'avoir subie et avoir été redressés plusieurs

fois, ils peuvent en supporter encore avec succès d'autres beau** coup plus énergiques.

Il n'y a donc pas, je pense, lieu de renoncer à ce mode d'épreuves, et il coilvient seulement d'en coordonner les conditions de manière que, pour tous les numéros d*essieux, la fatigue des fibres qui subissent la plus grande déformation el supportent, par conséquent, les plus grands efforts, soit la même, ainsi que nous l'avons dit au u"" 465.

Mais il ne serait ni prudent ni rationnel, comme cela a été proposé, d'augmenter encore ces épreuves; cette aggravation produirait non-seulement de plus grandes déformations dans le fer et serait sans aucun avantage pour le service, mais elle aurait en outre des inconvénients graves.

Car si Ton augmentait la flexion que l'essieu peut prendre avant de rencontrer la plaque de fonte, l'on accroîtrait les allongements déjà excessifs des libres de sa face inférieure, et les compressions et déformations de sa face supérieure. L*on s'exposerait ainsi à produire quelques ruptures non apparentes. Si au contraire la flexion restait la même, l'augmentation de hauteur de chute ne servirait qu'à produire sur les bons fers un écrouissage qui altérerait d'une manière permaneiltc la liaison des molécules, tendrait à séparer les fibres et nuirait é?idcmment à la résistance ultérieure. L'on peut reconnaître ce genre d'effets en les exagérant par le battage à froid d'un morceau de fer sous le marteau.

En résumé, de l'ensemble de la discussion précédente, nous croyons pouvoir conclure qu'il y a lieu de proportionner convenablement les flexions maxima auxquelles les essieux peuvent être exposés, en adoptant la marche suivante.