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mètre*.
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nètrai.
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Ch;i(juc baire essayée subit successivement les trois épreuves^ en commençant toujours par la hauteur de chute mioima. Pour que le
CHAP. XI. ÊPIlEnVBS DBS RAILS. hki
lot soit accepté, il faut qun la moyenno ries baufeni's de chute ayant déterminé la rupture, soit au moins égaie à la hauteur normale.
On établit ainsi, dans certaines limites, une compensatidn entre les barres faibles et les barref; résistantes, ce qui atténue la rigueur de la condition, qui est formulée ainsi dans les autres cahiers des charges :
« Si plus dtt dixième des barres essayées ne résiste pas au ehoc, toute « la fourniture est rejetée. »
Le cahier des charges du Midi ajoute d'ailleurs prudemment :
c Les essais pourront être continués sur les barres qui auront résisté k « ces chocs, mais les résultats qui seront donnés par cette prolongation « d'épreuve, seront sans Inflaence sur la réception. »
TIne extension trop large des limites de la compensation aboutirait, en effet, à compenser un défaut par un autre, en faisant admeLue des rails trop roides, à la faveur de rails trop fiexibles.
L'utilité de l'épreuve au choc est contestable, au moins telle quelle est ordinairement réglementée, il faut sans doute se hkLIiù en *^arde contre la rupture des rails en service (*), mais il faut le faire sans sacriiier aucune des conditions essentielles. Les rails ne doivent pas se rompre, mais ils ne doivent pas non plus être trop flexibles; or, fixer l'intensité du choc auquel un rail doit résister, sans fixer aussi le maximum de la flèche correspondante, ce n'est pas constater une propriété essentielle, c'est même donner une prime à un dé&ut : la flexibilité. Un rail qui cède à un choc donné peut être, en réalité, beaucoup meilleur qu'un autre qui subit ce choc sans se rompre, mais en fléchissant davantage.
(Test non-seulement pour utiliser le fer à nerf, maïs aussi en vue de la résistance au choc que les usines tiennent à introduire ce fer dans le patin et que les compagnies l'admettent, quand elles ne l'exigent pas.
(*) Il M s'^t pn^ bien entendu des ruptures résullant d'un accident, d'un dératUement, pnr exemple ; quant à celles qui sont dues A un If^ppr tassement, à ces imperfections ét la voie, qu'U n'est pas toujourt} possible d'eviier, elles sont trés-rares ai^jourd'iiui, grâce A l'aeeroissement de la aeetloD.
La f?Q. Pl. XXXIT, représente un cxeiTiplr ruricuT de rnpture d'an raîl trop faible pour le matériel roulant Ce rail à deux champignons, de 2à kilog. par mètre (type cité an n* S3). était en plaee. depuis i& ansanrla ligne ésStrtubottrg à BdAr, dont Itiéfection en rails Vignole était ajournée par suite du retard des usines à opérer leurs livrnif^ons. Long de h^^M aeulemeot, U t'est brisé ea quatorze morceaux. La fer était aain^ à graiti moyen.
La rupture a eu lien au passage d'un train à petite vitesse (marchandises). Les dhc<eept
derniers wagons aytitu dfiraille, il est prnhnijie qu'une partie des nombreuse? fraciures du rail a été la coascqueuce du dcraiilementj causé lui-même par une première rupture. La slnmltanéité de tontes ces ruptures est, en eflét, peu vraisemblable.
UV. VOIE.
L'aptitude, en général, plus grande, de ce fer à subir les chocs sans nipture réside dans la grandeur de son allongement de rupture, et par suite aussi de la flèche sous un choc transversal.
Cet allongement varie, même eans sortir des fera ordioûres, entre des limites très-hu^ges. Ainsi, en soumettant à la traction des échantillons de tôle, H. Hoigkùmn a trouvé des chifiGres compris entre et }, tandis que les résistances à la rupture variaient seulement de 28^,3A à par millimètre quarré.
Cest ainsi qu'il y a certains rails, à patin formé d'un fer nerveux, très-ductile, dont il est difficile de déterminer, à coups de mouton, la rupture complète. Le champignon est biibé depuis longtemps, luais le pied sVîtire, et résiste toujours.
11 ne faut cependant pas trop généraliser cette propriété du fer à nerf ; et il ne faut pas surtout, exagérer sa portée au point de vue du service des rails.
Nous avons déjà fait remarquer (22) que la flèche sous charge statique, à laquelle correspond une flèche permanente sensible, varie peu pour diverses natures de fer, et que si la flèche de rupture varie beaucoup, ces variations sont, au moins dans certain cas, indépendantes de la texture du fer. D'un autre c6té, tant qu'il n'y a pas d'altération permanente de la forme, la flexion sous la chai^ge est indépendante de cette structure, puisque le coeflScient d'élasticité n*en dépend pas lui-même.
La composition partielle, ou même totale, du rail en fer à nerf ne change donc rien, comparativement à la composition totale en fer à grain, ni à ramiilitude de la llevioii s,oii6 une charge inférieure à la iitnite derélasticitc, ni au point où commence l'altération de celleci. L'introduction du fer à nerf n'a, dès lois, d'influence que sur deux éléments : !• la dureté, indispensable dans le champignon, et qui doit en faire exclure cette sorte de fer ; 2" les flèches sous des charges capables d'altérer l'élasticité, et leur limite, c est-à-dire la flèche à l'instant de la rupture. Et encore le tableau du n* 22 indique-t-il, je le répète, que cette influence n'est pas absolue.
sa 9. Il est à regretter que M. Weishaupt ait négligé les observations de résistance au choc, et l^saé ainsi une lacmie dans son intéressante série d'expériences (19)1 On peut du reste, y suppléer en partie, le produit d'une charge statique par la flèche correspondante, exprimant, avec une approximation tolérable, le double de l'intensité
CHAP. XI. — ÉPREUVE DES BAItS PAS LE CHOC. 4|S
c'est-à-(iire dti travail du choc qui développerait dans. le solide les mêmes efiels moléculaires maxinia.
P étant le poids du corps choquant, H sa hauteur de chute corre»- . jMmdante à la rupture, o la flèche, à un instant quelconque, de la barre supposée h section l'ectangulaire, ic la charge statique qui produirait cette ilèche,icdf est le travail élémentaire des ressorts moléculaires correspondant à un accroissement infiniment petit dm de la flèche, f étant k flèchQ finale due au choc, c*est4t-dire la flèche de rupture, le travail
doit, en négligeant la force vive acquise par le prisme, et les déformations au contact des deux corps, être ^al au travail PH du choc» On a donc
mais
Reportant et intégrant,
48 EU — g-î,
24 El n
Pj étant la charge statique de rupture, on a . -
'^48 Kl •
Remplaçant dans (1) un des facteurs f par cette valeur, il vient
PH = i ?J. (a)
Cette relation suppose que le prisme passe, sous raclion du choc, par les mêmes formes successives que sous des charges en repos croissantes ; hypothèse inexacte, et d'autant plus éloignée de la vérité que le • corps choquant possède, à intensité égale, une pins grande vitesse, et par suite un moînch o masse. Ainsi, à la Hmite, quand il s'agit des projectiles, les effets sont tout autres ; ils se concentrent entièrement sur la région qui reçoit le choc ; il y a pénétration locale, sans flexion générale»
Le résultat précédent est médiocrement applicable aux oonditions habituelles des expériences de choc faites sur les rails, la masse dé la pièce d'essai' étant loin d'être négligeable relativement à celle du mouton. Mais rappUcation est plus admissible, lorsqu'il s'agit de dé-
àhh
duire flos riirpiives statiques, la résistance au choc dos rails dans le service, la hauteur de chu*«e du corps choquant, quel qu'il soit, étant alors très-limitée.
La relation (a) est d'ailleurs fondée aussi sur une autre liypothèse, également inexacte en principe,, c'est-à-dire sur la persistance, jusqu'au point de rupture, de la proportionnalité entre les efforts d'extension et de compression, et les variations de longueur correspondantes, dette hypothèse serait complètement inadmissible pour les corps qui, comme la fonte, par exemple, résistent très-inégalement à la rupture par extension et par compression ; mais l'inexactitude est beaucoup moindre pourles corps dans lesquels l'égalité des deux résistances élémentaires persiste à peu près jusqu'à la rupture, de sorte que l'axe neutre se déplace très-peu à mesure que les charges croissent et qu'en délinitive, l oLat d'équilibre du solide est encore représentéavec une approximation tolérable, presque jusqu'à la rupture, parles formules établies seulement pour de faibles tensions des ressorts moléculaires. Les expériences hïpn connus faite- a Portswoulh, prouvent, en effet, qu'on obtient ainsi une approximation suffisante en pratique.
Or si l'on groupe, dans le premier tableau du n" '20, les expériences faites sur des rails ayant, à très-peu près, le inônae {)oids, et pour lesquels d'ailleurs, tous les éléments numériques ainsi que U texture du fer, ont été indiqués, on forme le tableau solvant :
HOMiROS
d'orJre du Ubleaii du
d* ratio*
on
dn /abiicaDt.
Kœnigshûlle. . .
Jaeobt
Esehweilerane
BacU-wnileniiie..
Urara. • • • • .
Kœnigsbûtfe. . .
von» ou AAIL
ptr mètre.
TEXTUas DO FKX.
PRODOITS
deU eharge ttitiqw
de rnptore par la flèche correspondante, oa doaltle
Grain fln nciéreux sauf un peu de nerf au pied. . .
Grain lin, nerf ail pletî. . .
Nerf, sauf un peu de grain au cliutnpignoti
Nerf, sauf un peu de grain au chnmplgnon
Grain fin , tr ^s-fln sur Ic?^ bords el au pied |
Gros grain k l'Inférieur.!
grain plus lin nu .liord.V un peu de nerf au pied.\
kilor- mit.
