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.
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) :
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.
Ce graphique affiche des exemples de résistances supérieures et inférieures pour différents types de courbes oùReh 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.
Systèmes d'essais universels jusqu'à 300 kN - Série 6800
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.
Systèmes d'essais universels jusqu'à 300 kN - Série 3400
Les systèmes d'essais de la Série 3400 offrent la simplicité et les performances nécessaires pour les essais de routine, les essais de contrôle de qualité normalisés et les essais mécaniques à usage général. Capacité de force disponible de 0,02 N (2 gf) à 300 kN.
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Systèmes d'essais automatisés
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Série 3400 – Des solutions d’essai abordables
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Série 6800 Systèmes d’essai universels
Les systèmes d’essais universels Instron série 6800 offrent une précision et une fiabilité inégalées. Construit sur une architecture système Operator Protect en instance de brevet avec un tout nouveau kit de régulation d’air Smart-Close et des fonctions d’atténuation des collisions, la série 6800 rend les essais de matériaux plus simples, plus intelligents et plus sûrs que jamais.
