| Machine d’essais de tension | |
|---|---|
|
Cadre de charge Les machines d’essais de tension peuvent être dans des configurations à une ou deux colonnes en fonction de leur capacité de force. |
|
|
Logiciel Le logiciel d'essai permet aux opérateurs de configurer les méthodes d'essai et les résultats de sortie. |
|
|
Cellule de charge La cellule de charge est un transducteur qui mesure la force appliquée à l’échantillon. Les cellules de charge d’Instron sont précises jusqu’à 1/1 000 de la capacité de charge. |
|
|
Amarrages et fixations Une large plage d’amarrages d’échantillon et de dispositifs est disponible pour tester des échantillons de matériaux, formes et tailles différents. |
|
|
Mesure de la déformation Certaines méthodes d'essai nécessitent la mesure de l’allongement de l’échantillon sous charge. L’AVE2 d’Instron peut mesurer les modifications de la longueur de l’échantillon jusqu’à ±1 µm ou 0,5 % de la lecture. |
|
ANALYSE DES DONNÉES D’ESSAI DE TENSION Comprendre les propriétés mécaniques des matériaux
Mesurer un matériau ou un produit en traction permet aux fabricants d’obtenir un profil complet de ses propriétés de tension. Lorsqu'elles sont reportées sur un graphique, ces données donnent une courbe de contrainte/déformation qui montre comment la réaction du matériau s’exerce aux forces appliquées. Bien que les différentes normes exigent la mesure de différentes propriétés mécaniques, les points d’intérêt les plus importants sont généralement le point de rupture ou de défaillance, le module d’élasticité, la limite d'élasticité et la déformation.
Résistance finale à la tension
L'une des propriétés les plus importantes que nous pouvons déterminer pour un matériau est sa résistance suprême à la tension (UTS). Il s'agit de la contrainte maximale que subit un échantillon pendant l'essai. L'UTS peut ou non correspondre à la résistance à la rupture de l’échantillon, selon que le matériau est fragile, ductile ou présente des propriétés des deux. Il arrive qu’un matériau soit ductile lors de l’essai en laboratoire, mais une fois en service et exposé à des températures extrêmement froides, il devient fragile.
La loi de Hooke
Pour la plupart des matériaux, la partie initiale de l'essai présente une relation linéaire entre la force ou la charge appliquée et l'allongement présenté par l’échantillon. Dans cette région linéaire, la ligne obéit à la relation définie comme la « loi de Hooke » où le rapport entre la contrainte et la déformation est une constante. E est la pente de la ligne dans cette région où la contrainte (σ) est proportionnelle à la déformation (ε) et est appelée le module d'élasticité ou module de Young.
$$E = {σ\ \overε}$$
Module d’élasticité
Le module d'élasticité est une mesure de la rigidité du matériau qui ne s'applique que dans la région linéaire initiale de la courbe. Dans cette région linéaire, la charge de traction peut être enlevée de l’éprouvette et le matériau retrouvera exactement le même état qu'avant l'application de la charge. Au moment où la courbe n'est plus linéaire et s'écarte de la relation linéaire, la loi de Hooke ne s'applique plus et une certaine déformation permanente se produit dans l’échantillon. Ce point est appelé limite élastique ou proportionnelle. À partir de ce point de l'essai de tension, le matériau réagit plastiquement à toute nouvelle augmentation de la charge ou de la contrainte. Il ne reviendra pas à son état initial, sans contrainte, en cas de suppression de la charge.
Limite d’élasticité
La limite d'élasticité d'un matériau est définie comme la contrainte appliquée au matériau à laquelle la déformation plastique commence à se produire.
Méthode de décalage
Pour certains matériaux (par exemple les métaux et les plastiques), l'écart par rapport à la région élastique linéaire ne peut pas être facilement identifié. Par conséquent, une méthode de décalage pour déterminer la limite d'élasticité du matériau est autorisée. Cette méthodologie est couramment appliquée lors de la mesure de la limite d’élasticité des métaux. Lors d’essais de métaux conformément à la norme ASTM E8/E8M, un décalage est spécifié en pourcentage de déformation (généralement 0,2 %). La contrainte (R) qui est déterminée à partir du point d’intersection « r » lorsque la ligne de la région élastique linéaire (avec une pente égale au module d’élasticité) est déduite du décalage « m » devient la limite d’élasticité du décalage.
Autres modules
Les courbes de tension de certains matériaux ne présentent pas de région linéaire très bien définie. Dans ces cas, la norme ASTM E111 prévoit des méthodes alternatives pour déterminer le module d’un matériau, ainsi que le module de Young. Ces autres modules sont le module sécant et le module tangent.
Déformation
Nous pourrons également trouver la quantité d'étirement ou d'allongement que l'échantillon subit pendant l'essai de tension. Elle peut être exprimée comme une mesure absolue de la variation de longueur ou comme une mesure relative appelée « déformation ». La déformation elle-même peut être exprimée de deux manières différentes, comme « déformation de conception » et « déformation vraie ».
La déformation de conception est probablement l’expression la plus facile et la plus courante de la déformation utilisée. Il s'agit du rapport entre le changement de longueur et la longueur initiale :
$$e = {L-Lₒ \ \over Lₒ} = { \Delta L\over Lₒ}$$
La déformation vraie est similaire, mais elle repose sur la longueur instantanée de l’échantillon pendant l’avancée de l'essai, où Li est la longueur instantanée et L0 la longueur initiale.$$ε = In {Lᵢ \ \over Lₒ}$$
Voir notre FAQ sur les essais de tension et les machines d’essai de tension pour plus d’informations
ÉQUIPEMENT D’ESSAIS DE TENSION INSTRON Systèmes, composants et pièces
Les machines d’essai de tension sont disponibles sous plusieurs tailles et capacités de force différentes allant de 0,02 à 2 000 kN. La plupart des essais tension à force faible sont effectués sur une machine électromécanique de dessus de table à une colonne ou à deux colonnes, tandis que les applications de force supérieure nécessitent des modèles avec un châssis au sol. Les systèmes de la série 6800 d’Instron sont disponibles dans des plages de capacité allant jusqu’à 300 Kn et permettent de réaliser une large gamme de types d'essais différents, notamment tension, compression, cintrage, décollement, déchirure, cisaillement, friction, torsion, perforation, etc. Les systèmes servo-hydrauliques de la série industrielle d’Instron sont conçus pour des essais de capacité encore plus élevés des métaux haute résistance, des alliages et des composites avancés.
Systèmes d’essais universels jusqu’à 300 kN
Systèmes d’essais avec modèles sur table et de sol à colonne unique et double disposant d’une plage de capacité de force allant de 0,02 N (2 gf) à 300 kN.
Plus d’informations
Systèmes d’essais universels industriels jusqu’à 2 000 kN
La série industrielle d’Instron comprend des châssis avec des espaces d’essai simples ou doubles et une plage de capacité de force allant de 300 kN à 2 000 kN.
Plus d’informations