Résistance à la déchirure

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Résistance à la déchirure

Mesure de la capacité des matériaux en feuille ou en film à résister à la déchirure. Pour le papier, c'est la force nécessaire pour déchirer une seule épaisseur de papier après que la déchirure a été amorcée. Trois méthodes standard sont disponibles pour déterminer la résistance à la déchirure des films plastiques : ASTM D-1004 détaille une méthode pour déterminer la résistance à la déchirure à faibles vitesses de chargement ; un test dans ASTM D-1922 mesure la force nécessaire pour propager une fente prédécoupée à travers un échantillon en feuille ; et ASTM D-1038 donne une méthode pour déterminer la résistance à la propagation de la déchirure qui est recommandée uniquement pour les tests d'acceptation des spécifications. La résistance à la déchirure du caoutchouc est la force nécessaire pour déchirer un échantillon de 1 pouce d'épaisseur dans les conditions décrites dans ASTM D-624. La résistance à la déchirure des textiles est la force nécessaire pour propager une déchirure de type langue à déchirure unique (à partir d'une coupure) au moyen d'un appareil à pendule tombant. (ASTM D-1424)

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Brochure Bluehill Universal

Bluehill Universal est le logiciel avancé d’essais de matériaux d’Instron, conçu pour une interaction tactile intuitive et des flux de travail rationalisés. Il propose des méthodes d’essai préchargées, QuickTest pour une configuration rapide, une exportation des données améliorée et Instron Connect pour une communication directe avec le service. Les utilisateurs de Bluehill 2 et Bluehill 3 peuvent facilement passer à la dernière version afin d’améliorer les performances et la facilité d’utilisation.

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Résistance à la déchirure

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Résistance à la déchirure

Force de traction nécessaire à la rupture d'un échantillon de tissu pré-fendu dans les conditions décrites dans les normes ASTM D-2261 et ASTM D-2262. La résistance à la déchirure des bords du papier est la force nécessaire pour déchirer un échantillon plié sur une encoche en V et chargé dans une machine d'essai de traction.

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Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability.

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Résistance à la TRACTION

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Résistance à la TRACTION

Introduction à la compréhension et à la mesure de la résistance à la traction

La résistance à la traction est une mesure clé utilisée par les chercheurs, les ingénieurs et les services de contrôle de la qualité pour évaluer les propriétés mécaniques d'un matériau, d'un produit ou d'un composant. La résistance à la traction d'un matériau est définie comme la Contrainte Mécanique de Traction (traction) maximale qu'une éprouvette peut supporter avant de se rompre, bien que la définition de la rupture varie en fonction du type de matériau et de sa conception.

Lorsque les matériaux sont soumis à une contrainte de traction croissante, les liaisons entre leurs atomes sont étirées puis finalement rompues à mesure que la contrainte augmente. Lorsque les liaisons atomiques sont simplement étirées, on dit que le matériau se trouve dans sa Région Élasticité, où la suppression de la Force fera revenir le matériau à sa forme initiale. Lorsque les liaisons atomiques sont en train de se rompre, le matériau est entré dans sa Région Plasticité. Cela signifie que le matériau a subi une altération chimique et qu'il ne reprendra plus sa forme initiale en cas de suppression de la force. Les éprouvettes commencent souvent à se modifier visiblement à ce stade de l'essai, se rétrécissant au centre dans un comportement connu sous le nom de "Striction".

Selon le matériau évalué, la résistance à la traction peut être évaluée soit au point où il entre dans la phase de déformation plastique - sa limite d'élasticité - soit au point où le matériau finit par se rompre. L'évaluation de la résistance à la traction au point de déformation plastique est appelée limite d'élasticité. L'évaluation de la Résistance à la traction au point de Rupture de l'éprouvette est appelée TRACTION.

Le type de matériaux testés déterminera si la résistance d'élasticité ou la résistance ultime à la traction fournit les informations les plus utiles. Par exemple, les matériaux ductiles tels que les métaux sont généralement évalués au point d'élasticité, tandis que les matériaux fragiles tels que les composites sont souvent évalués au point de Rupture. Ces deux points, ainsi que le module d'élasticité, sont des calculs importants utilisés pour aider à caractériser la Résistance d'un matériau.

graphique contrainte-déformation des matériaux ductiles

Unités de mesure de la résistance à la traction

Dans le système international, la résistance à la traction est exprimée en pascals ou en mégapascals, ce qui équivaut à des newtons par mètre carré (N/m²). Dans le système américain, elle est exprimée en livres par pouce carré (lbf/in² ou psi).

Procédure de Calcul de la Résistance à la Traction ?

La Résistance à la traction est calculée en divisant la Superficie de la section de l'échantillon par la Force de traction maximale atteinte. Résistance à la traction (σ) = Force de traction maximale (F) / Superficie de la section de l'échantillon (A) :

$σ = \frac{F}{A}$

Procédure de Mesure de la Résistance à la Traction ?

La Résistance à la traction est mesurée en effectuant un essai de traction sur une machine d'essais universelle, et il faut veiller à ce que les résultats soient précis et répétables. L'évaluation d'un matériau en fonction de sa résistance à la traction/résistance à l'élasticité en unités de contrainte (Pa ou psi) plutôt qu'en unités de force (N ou lbf) contribue à la répétabilité des résultats. En effet, les matériaux/échantillons préparés ont des tolérances d'épaisseur et de largeur qui peuvent varier, et la contrainte tient compte des mesures d'épaisseur et de largeur dans le calcul de la résistance à la traction de chaque échantillon. Par exemple, si un Opérateur a éprouvé 5 éprouvettes du même Lot, et que toutes ont des ètonnages différents, leurs valeurs de forces maximales peuvent avoir une gamme plus large alors que leurs valeurs de Contrainte resteront comparables.

Représentations de la Résistance à la traction

Le graphique suivant montre les rendements et les types de courbes d'une variété de différents types d'éprouvettes en plastique :

L'Éprouvette 1 affiche un exemple d'éprouvette fragile se rompant à la limite d'élasticité avec une faible déformation.
L'Éprouvette 2 affiche un exemple de matériau présentant une augmentation de la contrainte après l'élasticité.
L'éprouvette 3 affiche un matériau sans augmentation de contrainte après l'élasticité.
L'éprouvette 4 affiche un matériau élastomère souple qui se rompt à une plus grande déformation.

Ce graphique affiche des exemples de résistances supérieures et inférieures pour différents types de courbes où_Reh représente la limite d'élasticité supérieure,_BASSE représente la limite d'élasticité inférieure et a représente l'effet transitoire initial. Ces courbes sont représentatives du comportement souvent observé lors des essais sur les métaux.

Résistance à la traction de matériaux courants

Matériaux	Résistance à LIMITE D'ÉLASTICITÉ (Mpa)	Résistance à la traction ultime (MPa)
Nylon-6	45	45-90
Acrylique, feuille coulée transparente (PMMA)	72	87
Aluminium	95	110
Cuivre	70	220
Structure, acier ASTM A36	250	400-550
Acier inoxydable AISI 302 - laminé à froid	502	860
Alliage de titane	730	900
Diamant	1600	2800
Aramide (Kevlar ou Twaron)	3620	3757
Fibre de carbone (Toray T1100G) (les fibres les plus résistantes fabriquées par l'homme)	-	7000 fibres à elles seules

Source : https://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_417.html

ÉQUIPEMENT POUR MESURER LA RÉSISTANCE À LA TRACTION

La Résistance à la traction, ainsi que d'autres propriétés de traction, est mesurée sur Machines d'essais universelles. Ces équipements sont disponibles dans une variété de capacités de force différentes, avec des capacités de force maximales allant de 0,02 N à 2 000 kN. Outre les essais de traction, ces machines peuvent également effectuer des essais de compression, de flexion, de pelage, de déchirure, de cisaillement, de frottement, de torsion, de perforation et toute une série d'autres types d'essais afin de caractériser pleinement les propriétés mécaniques des matériaux, des composants et des produits finis. Plusieurs systèmes d'automatisation sont également disponibles en fonction de la capacité de production de votre laboratoire.

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Essai de performances exceptionnelles, la Série 6800 offre une précision et une fiabilité inégalées, une ergonomie améliorée et une meilleure expérience d'essai pour l'Opérateur d'aujourd'hui. Capacité de force disponible de 0,02 N (2 gf) à 300 kN.

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La série industrielle d'Instron comprend des bâtis avec un ou deux espaces d'essai. La plage de capacité de force va de 300 kN à 2000 kN et est utilisée pour tester les métaux, les alliages et les composites à haute résistance.

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Essai de choc en traction avec un mouton-pendule

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Essai de choc en traction avec un mouton-pendule

Qu’est-ce qu’un essai de choc en traction avec un pendule ?

Une méthode d’essai pour déterminer l’énergie nécessaire pour fracturer une éprouvette sous une charge de traction de choc. Généralement exécuté sur une machine d’essai de pendule, l’essai de résistance au choc en traction a été initialement développé pour surmonter les lacunes de l’essai de choc en flexion (Izod et Charpy). Toutes les variables d’essai qui ont un effet important sur les résultats, telles que la sensibilité à l’entaille, le facteur de projection et l’épaisseur de l’éprouvette, sont éliminées dans l’essai de choc en traction. Cet essai, contrairement aux types Izod et Charpy, qui sont limités aux éprouvettes épaisses uniquement, permet de déterminer la résistance au choc d’éprouvettes très minces et flexibles.

Comment un essai de choc en traction avec un pendule est-il réalisé ?

Il existe deux configurations d’essai différentes. L’une consiste en une sorte de configuration d’éprouvette dans la tête (méthode ISO 8256 B), où l’éprouvette est fixée directement au marteau du pendule. L’énergie de rupture par choc est déterminée par la valeur de l’énergie cinétique extraite par le pendule lors du processus de rupture de l’éprouvette. La configuration d’essai nécessite de monter une extrémité de l’éprouvette sur le marteau et l’autre extrémité doit être serrée à l’intérieur d’un élément de traverse, qui se déplace avec le pendule jusqu’à l’instant de l’impact. Tant que la base de la machine est suffisamment rigide pour empêcher les vibrations, l’énergie perdue par le rebond de la traverse dans la direction opposée peut être facilement calculée.

La deuxième configuration d’essai est une configuration d’éprouvette dans la base (méthode ISO 8256 A). L’éprouvette est serrée dans un étau d’éprouvette supporté par le châssis du pendule et elle est rompue par l’impact entre le pendule et l’élément de traverse, qui est toujours serré à l’autre extrémité de l’éprouvette.

La figure suivante illustre la configuration d’impact d’éprouvette dans la base la plus courante.

Diagramme du glossaire de l’essai de choc en traction

Les énergies du marteau sont disponibles de 0,5 à 50 J (0,37 à 36,9 pi-lb) selon le type d’essai et les vitesses d’impact de 2,9 m/s et 3,8 m/s. L’essai de choc en traction introduit la vitesse de déformation comme une variable d’essai importante et de nombreux chercheurs ont démontré que les résultats de l’essai de choc en traction sont mieux corrélés avec les défaillances réelles sur le terrain que l’analyse de l’essai de choc Izod ou Charpy.

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Transducteur

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Transducteur

Dispositif qui convertit une propriété physique telle que la force, le mouvement, la température, etc., en un signal électrique proportionnel qui est utilisé pour mesurer la propriété. Un transducteur de charge, ou capteur de force, convertit la charge en un signal électrique, et un extensomètre convertit l’allongement de l’éprouvette en un signal électrique.

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Contrainte réelle

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Contrainte vraie

Quotient de la charge par l’aire réelle de la section sur laquelle elle est appliquée. La contrainte vraie tient compte de la variation de section qui se produit avec la variation de la charge.

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