SC

EFFORT

total, I

gV

FLEXION

au

repos.

FLEXIONS

pendant le mouvement.

RAPPORT

des

flexions.

Vitesse c

u chariot, 4

“ 575 en 1". — Charg

e calculée de rupture au repos, S

fl

rupture.

Vitesse du chariot, 8D

*,84 en i".

Les deux barres se sont rompues. |

rupture.

\ itesse du chariot, 1 1“,00 en 1". — Charge calculée de rupture au repos, 1 161kil,8.

rupture.

Les deux barres se sont rompues.

Vitesse du chariot, 13 0,0160 [ 0,0391 | 2,45

Les deux barres se sont rompues

0,02lG

.10 en 1".

Ces deux différentes.

1190.8 charges sont trop

La barre de droite s’est rompue.

295. Conséquences de ces expériences. — Les résultats delà discussion de ces expériences montrent que dans la plupart des cas, les efforts totaux composés du poids de la moitié du chariot et de la force centrifuge ont atteint ou dépassé la charge de rupture au repos; ce qui rend parfaitement évidente l’action de la force centrifuge dans le passage rapide des trains. Dans les plus grandes vitesses essayées , l’intensité de la force centrifuge atteint et dépasse même de beaucoup le double du poids du chariot.

La force centrifuge ayant pour expression

on voit qu’à charge égale, elle est proportionnelle, comme on le sait déjà, au carré de la vitesse, et en outre proportionnelle à la flèche de courbure. Il résulte de celte dernière conséquence que dans les constructions où l’on aura intérêt à diminuer cette action de la force centrifuge , il conviendra d’employer les matériaux et les formes qui , pour une même charge, donnent lieu aux moindres flexions.

Ainsi Ton devra préférer les matériaux pour lesquels le coefficient d’élasticité E a la plus grande valeur. Par ce motif, le fer sera choisi plutôt que la fonte et que le bois.

Altération «les essieux.

296. Altération des essieux par la prolongation de leur service.— Les accidents si graves qu’entraîne la rupture d’un essieu de machine locomotive et même d’un wagon ont justement préoccupé l’attention publique , et l’on s’est demandé s’il ne serait pas prudent de prescrire une limite de chemin parcouru au delà de laquelle tous les essieux du matériel des chemins de fer devraient être réparés ou visités soigneusement. On conçoit facilement que cette mesure éprouve quelque opposition de la part des ingénieurs chargés du matériel des compagnies, auxquelles elle imposerait

FLEXION

des dépenses et des contrôles. Mais l’intérêt public et l’intérêt bien entendu des compagnies elles-mêmes est que la question soit examinée avec soin et que la vérité étant une fois connue , toutes les mesures nécessaires soient prises.

Pour m’éclairer sur cette question importante, j’ai eu recours à deux hommes parfaitement compétents et dont la longue expérience donne à leur opinion et aux faits qu’ils ont observés une grande autorité. Ce sont MM. Marcoux et Arnoux, tous deux anciens officiers d’artillerie, le premier directeur du matériel du service des malles-postes , et le second administrateur des messageries générales. Je ne puis mieux faire que de transcrire textuellement les notes qu’ils ont bien voulu me donner à ce sujet.

207. Note sur les essieux des voitures en service sur les routes ordinaires , par M. Marcoux. — « Plusieurs ingénieurs « distingués pensent qu’un service trop prolongé des essieux « des voitures , marchant à grande vitesse sur les routes or- « dinaires, détériore la nature du fer, et que ses parties « nerveuses se changent en gros grains à facettes brillantes, <« comme on en trouve dans les fers de mauvaise qualité.

« Des observations journalières, faites pendant plus de « douze ans dans le service des malles-postes, m’ont démonu tré que l’altération du fer des essieux dont le service est « trop prolongé ne se produit pas ainsi, et que, si l’on casse « ces essieux à froid , on ne trouve de changements appré- « ciables ni dans la texture, ni dans la grosseur du grain.

« Je ne pense pas qu’on puisse faire des expériences plus « concluantes sur d’autres voitures , parce que les malles- « postes marchent à une vitesse qu’aucune autre voilure , « en service sur les routes ordinaires , n’a encore atteinte. « Cependant, dans tous les essieux cassés dans ce service « pendant douze ans, je n’ai reconnu aucun changement « appréciable dans la texture du grain avec ce qu’il était au « moment de la fabrication des essieux.

« Doit-on conclure de mes observations que le fer des essieux

« ne s’altère pas dans un trop long service? Non, sans « doute : je pense, au contraire, que les vibrations que les « essieux éprouvent dans les marches à grandes vitesses dé- « tcriorent le fer, sans pour cela que la lexture du grain « éprouve de changement appréciable ; mais, je n’en suis pas moins convaincu, que les essieux sont moins résistants après « un trop long service, et en conséquence j’ai prescrit, dans « le cahier des charges de l’entretien des malles-postes, que « les essieux de ces voitures seront renouvelés après avoir « fourni à un parcours de soixante mille kilomètres.

« Ainsi, je le répète, d’après mes observations sur les « essieux cassés pendant douze ans dans le service des malles- « postes , la lexture du grain du fer ne change pas d’une « manière appréciable dans un long service , mais les vite brations qu’éprouvent les essieux produisent d’autres effets « qui contribuent à les faire casser. J’ai remarqué que des « essieux bien fabriqués, avec des fers de bonne qualité,

« cassaient après avoir fourni à un parcours de 60 à 80 mille « kilomètres, parce qu’il se forme, au-dessous du collet « des fusées , de petites fissures qu’il est difficile de recontt naître sans chauffer le fer des fusées : si ces fissures, qui « ont peu de profondeur lorsqu’elles se forment , restent ina- « perçues, les essieux cassent à cet endroit quand elles pc- « nètrent de 10 à 15 millimètres dans la section de 1a. fusée.

« Je pense que ces fissures se forment après un long travail,

« qu’elles sont occasionnées par les vibrations des essieux ,

« et que cet effet se produit d’une manière analogue à ce qui « se passe lorsqu’on casse un fil de fer en le courbant plu- « sieurs fois en différents sens. Si l’on ne fait subir à un «t fil de fer que de très-faibles inflexions sur une grande lon- « gueur, on ne parvient pas à le rompre : c’est l’effet que «t doivent produire les vibrations sur le corps de l’essieu.

« Mais, si l’on serre le fil de fer dans un étau et qu’on lui fasse « subir plusieurs inflexions en sens contraires, le fer s’al- « longe d’un côté , se refoule de l’autre , et le fil se casse près « de l’étau, comme les essieux cassent au collet des fusées. »

FLEXION

g Les figures 5 de la planche Y indiquent raccroissemenl graduel des fissures observées sur les essieux des malles-postes.

208. Note sur les essieux des messageries générales , par M. C. Arnoux. — « Les ruptures un peu fréquentes d’essieux « de diligences datent de loin et ont duré longtemps.

« C’est vers l’époque où l’emploi des ressorts droits a permis « de construire des voitures à trois caisses, de les charger da- « vantage, et de leur imprimer une vitesse croissant avec l’a- « mélioration des routes, que ces accidents se sont multipliés.

« On a pu constater en moyenne une rupture sur 120 « ou 160 mille kilomètres parcourus.

« Sur trois essieux cassés , il y en avait deux de devant et « un de derrière.

« Pour les premiers , la rupture était généralement au « tiers de leur longueur entre les deux roues.

« Pour les seconds, toujours au collet ou à la naissance « de la fusée.

« Aux uns comme aux autres , ces points étaient très-voi- « sins de ceux où portait la charge.

« L’usage, en messagerie, est de faire les essieux en fer « à nerf, au bois, corroyé à la petite forge, ou en fer pro- « venant de fonte au bois.

« Dans tous les cas , la cassure affectait généralement le « même aspect; une petite crique se déterminait à l’are le « antérieure et inférieure de l’essieu, là en effet où se « trouve la plus grande fatigue , due à la double action de « la charge et de la traction ; puis cette tache s’étendait « par zone dont celte crique était le centre, d’un grain «v aussi net et aussi fin que celui de l’acier fondu ; puis, ar- « rivé aux deux tiers de la section , le reste rompait avec « un aspect plus ou moins nerveux (pl. V, fig. 6).

« L’usage était de mettre les voitures en grande réparation « après une année de service , et de recharger les fusées à « la deuxième réparation , opération que l’usé des fusées et « surtout des rondelles d’essieux rendait nécessaire : mais

« l’on se bornait à celte réparation , parce qu’il était alors « établi que, le corps de l’essieu ne s’usant pas, les plus an- « ciens étaient les mieux éprouvés, et l’on ne mettait le corps « d’essieu au feu que lorsqu’on voulait en modifier la forme « ou la force.

« Les voitures faisaient en moyenne , repos compris , 80 à « 100 kilomètres par jour ; c’était donc un parcours de 60 à « 70 mille kilomètres avant que l’on touchât aux essieux.

« Le besoin d’alléger constamment le poids mort des voi- « tures nous porta à diminuer la force que l’usage avait éta- « blie pour les essieux : ils plièrent , et force nous fut de leur « rendre à peu près leur ancien poids. Cette opération , âpre pelée rembarrage , consistait à rapporter une barre tout le « long de l’essieu et à le recorroyer.

« De telle sorte que simultanément on rembarrait les « essieux trop faibles , et on continuait à recharger les fusées « des anciens.

« Les uns et les autres étaient marqués d’une manière dif- « férente.

« Bientôt nous nous aperçûmes qu’aucun essieu cassé ne « portait la marque rembarré , tandis que les essieux re- « chargés cassaient seuls. Nous dûmes dès lors conclure « que l’usage altérait le corps de l’essieu , et dès ce moment « le second mode fut supprimé. A mesure que nos essieux « rechargés disparaissaient , les accidents diminuaient.

« Une autre observation nous frappa.

« Lorsque nous adoptâmes les grandes sassoires, la « charge, au lieu de se trouver aux deux tiers de la longueur « entre les fusées, fut reportée près des fusées comme sur les « essieux de derrière , et dès ce moment les essieux de « devant ne cassèrent pas plus que les autres.

« Avant de prendre le parti de rembarrer tous les essieux, « ce qui coûtait plus que l’opération plus simple de rechar- « ger les fusées, nous avons essayé de recuire le corps dans « les cendres du foyer, dans la sciure : l’essieu revenait un « peu , mais pas assez.

« Rien n’établissait encore que le parcours de 70 000 kilo- « mètres fût la limite à laquelle l’essieu cessait d’être sûr ; « il est à croire même que cette limite , qui varie avec la « charge, la nature de la route et la vitesse, était plus « éloignée : mais , comme après ce trajet les fusées sont « assez usées pour nécessiter une réparation , nous avons « pris le parti de ne faire qu’une même opération, qui nous « évitait des erreurs ; et bien nous en a pris, car, il y a sept « à huit ans que nous n’avons eu un essieu cassé sous nos « grandes voitures.

« S’il n’en a pas été de même pour les petits services, cela « a tenu à une autre circonstance. Pour ces petits essieux, « on avait fait la faute de conserver trop de force au corps « d’essieu, à l’endroit où se détache la fusée ; et cette dispo- « sition vicieuse nous a causé bien des ruptures de fusées , « à leur naissance.

« Comme règle générale , nous avons remarqué que , sur « les routes pavées, le temps du bon service des essieux est « notoirement plus rapproché que sur les routes en em» « pier rement.

« Pour faciliter la construction, nous avons adopté (pl. Y, « fîg. 7 et 8) des encastrures aux essieux, c’est-à-dire que « les essieux se trouvent dans une sorte de boîte assez mince « d’ailleurs : cette disposition,, s’opposant à l’amplitude des « vibrations, nous a paru avantageuse.

« De l’ensemble de nos observations nous avons conclu :

« 1° Que le service altérait la nature de l’essieu , et le « rendait cassant ;

« 2° Que , sans préciser la durée certaine d’un essieu, on «< pouvait admettre comme limite inférieure 70 000 kilo- « mètres dans les circonstances de charge, de vitesse, et de « routes de nos services ;

« 3° Que , dans ces mêmes circonstances , le poids d’un « essieu peut être évalué au trente-cinquième ou au quaran- « tième du poids qu’il a à supporter;

« 4° Qu’il faut éviter dans la forme des changements « brusques de dimensions ;

« 5° Qu’il faut éviter les angles vifs rentrants, surtout à la « naissance des fusées, dont ils déterminent la cassure;

« 6° Que de toutes les mesures que l’on peut prendre « pour éviter les effets de la désagrégation, la plus sûre est « de reforger l’essieu , qui devient aussi bon que s’il n’avait « pas servi.

.« De nombreux essieux neufs ou rembarrés ont été soumis '« à l’action du mouton , de manière à déterminer leur rup- « turc; rarement on est parvenu à les casser. D’autres, au « contraire, après le service, se sont ouverts d’abord, puis « se sont rompus en laissant voir, d’une manière plus ou « moins prononcée, l’aspect que nous avons signalé. »