CHAP. II. — BAILS SUB TRAVERSES. COMPARAISON BES RÉSISTANCES

Ces expérioncps oui rté exécutées à Berlin,, dans les ateliers d'un constnirteui , enlevé depuis à l'indusUie dans laquelle il avaitacquis une juste reiioinmée, M. Borsig père. Il nVst pas inutile de rappeler ]e\u^ princi|)aux résultats; par la précisiun et la puissance de l'appareil adopté, par leur nombre et leur caiactère méthodique, elles se placent au premier rang des recherches de ce genre (*) (Pl. I, fg. 1 à h).

Le tronçon de rail soumis à l'essai était chargé au moyen d'un levier en fonte -, il s'appuyait sur deux couteaux en acier a, a, espacés de 0'",9/42, et ajustés sur deux supports en fonte f, fig. 3. Le levier, mobile autour d'un couteau aa, portait, au 1/10" de sa longueur, un grain d'acier*, incrusté dans la fonte, et qui pressait leraiL

U est indisp^sable . dans les recherches de ce genre, que la pres'^ion s'exerce suivant une direction rigoureusement constante, la veiiicale. Les résultats ne seraient, sans cela, nullement comparables. Il faut donc que le levier s'abaisse parallèlement à lui-même à mesure que le solide fléchit, c'est-à-dire que le couteau aa descende à chaque instant d*une quantité égale à la flèche. On s'était contenté d'abord d'engager l'extrémité recourbée du levier dans une chape suimontant une vis o, à laquelle on pouvait imprimer un mouvement longitudinal au moyen d'un manchon formant écrou, et d'une collerette dentée c {fig* 3) engrenant avec une vis sans fin horizontale, munie d'une manivelle m. Au repos, le levier était soutenu à un bout par la goupilhî (f, et suspendu à l'autre au crochet «. Pour opérei* graduellement la mise en charge, on soulevait le plateau f au moyen d'une poulie; et on l'ulKussaitde même après l'avoir chargé. Lesp(;tiles flèches, amplifiées par une aiguille dans le rappoi i de \ : 10, étaient lues sur un arc ^n adué en divisions de 2"'" ,(>. Les grandes (lèches étaient mesurées directement au moyen d'une règle nnniie d'un vernier. On augtueuUiit successivement les cli;ir<i( s jus'ju à la i-u])lni*\ et on mej^urait après chaque addition de |)oi(]-., ki ilèche sous la charge, puis la Ilèche permanente. Mais dès que la charge dépassait luie ( ertiiine limite, variable avec la nature du fer, il devenait très-dillicile, malgré le mouvement de rappel de l'axe o du levier, de combattre la tendance du mil au ren\ ei*sement latéral : la visv, dépourvue de guides à la partie supérieure, obéissait trop taci-

(•) Voyez : Untersuchungen uàer die Trng/dhigkeit verscriiedener Enienbahn-schieuL'Uj par Tk, Weishaupt, Berlin^ 1852.

5*2 i.iv. I". — VOIE.

leinent à celte tondancr. Après de longs tàtoiineiuents, on compléta l'appareil par des llasipies F, F formant rruilisse. et destiiHM's à empêcher le déversement de la \ is v (fig, '2. :^ rt 4); cela suflisait pour les fers durs; maïs ponr les fers mous, la tendance au gauchissement reparaissait eiicoi'e, et il fallait, pour la combattre, retourner rail bout pour bout.

L'expérience indiqua également un \ice dans la disposition de Taxe du levier; quand on abaissait le plateau |) pour appliquer la charge, le grain d'acier h ne revenait i[)as toujours, à la suite du petit mouvement de bascule du levier, s'appliquer exactement par son milieu sur le couteau aa, 11 fallait alors un tâtonnement minutieux pour rétablir cette coïncidence, et avec elle le rapport normal des longueur des bnus. On s'est affranchi de cette difficulté en maintenant le grain h constamment a])})ri(|iié contre le couteau, dans toutes les positions (pie prend le levier lorsqu'il n'agit pas; cx)ndition remplie en rem|)laçaut la goupille lixe d par une autre moblle<f [fig. 2), cpi'un contre-poids P tend constamment à soulever. 11 suffisait, du leste, — et cela eiH été plus simple, (réchanger entre elles lu position du couteau a, et celle tlu giaiii sur le(piel il s'appuie.

Un autre elVet tionhlnit les résultats : le grain b. appliqué immédiatement sur le rail, liiiissiiil par s'y enfoncer coiiuue un (oiii, surtout pour les fers mous, ce qui pouvait modiUer gravement les conditions de In rnptiu'e. La pénétration des appuis, natiuTlleim ni beaucoup moins pronoiicce, était cependant a»(v notablr |)oni- (pi'il fallut In niesuicr et la cléduire de la llèche ohsci véf. On a coinplétcincnt éliminé (clte cnu-^e d'erreur par f interposition de petites plaques d aciei d»* 9""" ,8 d épaisseur.

La charge due au levier avec son plateau s" élevait à 2.920 kilogranimi s; on procédait par additions successives de 50 kilogrammes d'abord, puis 250. pour revenir à 50 kiL seulemont qnand on approchait de la rupture. Il > a en eflet une pi emi ère période dans 'laquelle l'état d'équUibre est rapidement atteint, de sorte qu'on peut sans perdre troj) de teuips pioi éder d'abord pai* degi'és rapprochés; mais ensuite l'équilibre s'établit avec beaucoup de lenteur, et l'expé- .rience dev iendrait fort longue si Ton ne forçait pas les doses, jusqu'à ' ce que des symptômes de rupture prochaine avei'tissent qu'il convient de les réduire de nouveau.

Cet appareil, dont les détails étaient bien étudiés, pourrait servir de modèle dans le cas où il s'agirait de faire une série d'éxpé-

GHAP. If.— nAlf SI R TRAVEHSES. GOMPARAISON DES RÉSISTANCES. SS

riiiiices sur In îY'HisUinco des iiintériaiix constriictîon. l^e plateau et ]ps poids poui 1 aient d'ailleui s être remplacés pai* uiie caisse à eau jaugée.

«O. l*' Résistance aux efforts verticaux. — Le rail à champignons inégaux porte en lui-même, comme tous les solides non symétriques fléchis transvprsalement, un moyen bien simple et souvent employé de. contr("iler, au point de vue de la résistance, le principe de s:i fornip; il suffit de comparer les charges de iupture dans les deux positions, dii'ecte et inverse. Si elles snut égales, le profil est défectueux, car cette égalité prouve celle des résistances élémentaires . (exteosion et compression) , et celle-ci conduit à la symétrie. Si les l'ésistances à la rupture différent, la dissymétrie est, par ce seul fait, justifiée en principe ; il faut seulement ne pas la pousser trop loin, il faut surtout se garder de rappliquer à contre-sens.

Or, d'après les expériences de M. WeUhaupt, d'accord en cela avec d'autras antérieures, c'est ce qui aurait lieu pour les rails à champignons inégaux. Les résistances à la rupture ont toujours été notablement plus petites dans hi position normale (pu le gros champignon en haut) que- dans la position Inverse.

Par exemple, le rail à champignons très-inégaux de Wcstphalie (Pl. II. /iff. 18), s'est brisé: .

Dus la position normale, sous an^ ehanga d« Ift.fidD kilog., et avoe unafl«i6h0deO%44Wi.

Dans la position inverse, sous une pharge de 4O.QOO Iiilog., et i|vec une flèche de 0'",1505.

Ainsi. Vinéîraîit^'* d<*s deux cl).! iiii)igiions admisn (et elle devrait l'ètro d'après cette expéiicucr niéiiie, qui prouve l'iuégalitf^ des résistances élémentaires^, ce n'est pas en haut que devrait se trouver l'excès de métal, mais en bas.

Sans doute, les (pauses de désorganisation auxquelles le champignon supérieur est spécialement soumis, excluent un tel mode de répaitition; mais ce ((u il importe de constater pour le moment, c'est que,, si le renflement plus prononcé du champignon supérieur est motivé, ce n'est nullement au point de vue de la résistance transversale.

On sait d'ailleurs que dans les ruptures souvent partielles de rails en service, soit à petit champignon inférieur, soit même symétriques, cest presque toujours la partie inférieure qui cède; d'où résulte,

2h UV. — VOIE,

pour les barres de cette forme et pour les fers à rails à champignons, rinfériorlté habituelle de la résistance à Textension. — Ce fait prouve aussi, remarquons-le en passant, qu une portée de rail chargée ne peut en ^('^néral être considérée comme encastrée invariablement sur ses appuis, car s*il en était ainsi, le sens des efforts longitudinaux changeant aux points d'inflexion, la rupture partielle aurait lieu à peu près iiulilTéreniment en haut ou en bas.

Les expériences rie ce genre, faites sur des lails a])paiU'iiant à l'autre catégorie de profils non symétriques, c'est-à-dire sur des rails américains, ont conduit à un résultat difléiriil (jui s'e\|)lif^ue fariîeniont. Quoique les rails cssau'-s cuiitjciUKMit les uns un peuphis cl les nutifs un p(îu moins de métal au pied qu'à la léte, c'est toujuLu-s dans la position directe que la résistance est la j»lus grande. L'inniiCTiro de la quantité de inétnl est donc masquée par une autre, celle de la forme: et en effet le pied, ainsi aminci, léslste bien à la traction, mais fort mal à la pression; il est donc tout simple — tant que les aires de la tète et du pied diflérent peu (ce qui a toujours lieu dans ce type de rail) , — que la plus grande résistance corresponde, quel que soit le sens de cette dilTérence, à la position dans laquelle la partie amincie du profil tra\ aille par extension.

La série d'expériences suivante mérite d'être reproduite, parce qu'elle met en évidence la rapidité avec laquelle la résistance décrclt quand on réduit successivement, en partant de Tégalité des deux renflements, cûuï qui est soumis à l'extension. Au lieu de comparer entre eux des rails de profils différents, mais qui auraient différé aussi par la nature du fer, on préféra opérer sur des rails d'un seul type (celui de l'Est prussien) , qu'on comparait à eux-mêmes après avoir plus ou moins tronqué le pied (PL III, fîg, 10). Chaque raQ était coupé en trois tronçons qu*on chargeait jusqu'à la rupture, Fun sans modification, les deux autres après avoir ramené leurs formes à ètxe k peu près celles de deux types à simple champignon.

cent! m.

Hanteiir du rail 11,75

Lsrgear éa pied fntaet 10,44

— du champignon ô,ou

— du coq>s. UGS

CHAP. n. — BAUS STO TKAVBR8ES. GOM^ARAISON DES RÉSISTANCES. 25

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