![\"Essais](\"https:\/\/test.geo-tester.com\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/Tension-and-Compression-Testing.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n <\/h3>\n\n\n\nEssai de traction<\/h3>\n\n\n\n
L'essai de traction est l'un des essais les plus courants en ing\u00e9nierie pour d\u00e9terminer les propri\u00e9t\u00e9s de r\u00e9sistance des mat\u00e9riaux. Il permet de d\u00e9terminer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des mat\u00e9riaux isotropes. Cet essai repose essentiellement sur l'application d'une force de traction sur l'\u00e9chantillon \u00e0 partir de faces oppos\u00e9es dans la m\u00eame direction, et sur le contr\u00f4le de la contrainte exerc\u00e9e sur le mat\u00e9riau jusqu'\u00e0 ce que celui-ci se rompe. L'essai de traction permet d'obtenir la limite d'\u00e9lasticit\u00e9, la r\u00e9sistance maximale \u00e0 la traction, la ductilit\u00e9, le module d'Young, le module de cisaillement et le coefficient de Poisson du mat\u00e9riau.<\/p>\n\n\n\n
Courbes de contrainte - d\u00e9formation<\/p>\n\n\n\n
Courbes de contrainte et de d\u00e9formation<\/p>\n\n\n\n
La contrainte de traction nominale appliqu\u00e9e au mat\u00e9riau pendant l'essai est la suivante :<\/p>\n\n\n\n
O\u00f9 F est la force de traction et A_0 est la surface de la section transversale sous tension. La d\u00e9formation est d\u00e9finie comme suit;<\/p>\n\n\n\n
O\u00f9 L_0 est la longueur initiale de l'\u00e9chantillon et \u0394_L est l'allongement du mat\u00e9riau apr\u00e8s l'essai.<\/p>\n\n\n\n
Les valeurs d\u00e9riv\u00e9es de l'essai permettent d'obtenir la courbe contrainte-d\u00e9formation. Cette courbe r\u00e9v\u00e8le le point de rupture du mat\u00e9riau, sa limite d'\u00e9lasticit\u00e9, sa r\u00e9sistance maximale \u00e0 la traction et son \u00e9tat de fragilit\u00e9 et de ductilit\u00e9. Un autre avantage est qu'elle fournit des informations quelles que soient les dimensions du mat\u00e9riau.<\/p>\n\n\n\n
Le diagramme ci-dessus montre la courbe contrainte-d\u00e9formation d'un mat\u00e9riau fragile.<\/p>\n\n\n\n
Pour la plupart des courbes, la partie initiale est lin\u00e9aire. La valeur de la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 est obtenue sur la courbe lorsqu'une courbe parall\u00e8le \u00e0 la pente de la courbe est trac\u00e9e \u00e0 partir du point o\u00f9 l'allongement de la courbe contrainte-d\u00e9formation est de 0,2%. La limite d'\u00e9lasticit\u00e9 permet de d\u00e9terminer la contrainte maximale qu'un mat\u00e9riau peut supporter sans subir de dommages permanents. Jusqu'\u00e0 cette limite, l'objet se trouve dans la zone \u00e9lastique. Ensuite, le mat\u00e9riau entre dans la zone plastique, o\u00f9 les forces exerc\u00e9es sur lui provoquent des dommages permanents.<\/p>\n\n\n\n
Limite d'\u00e9lasticit\u00e9<\/p>\n\n\n\n
La pente de la ligne imaginaire que nous avons trac\u00e9e pour trouver la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 nous donne le module d'Young, qui est une propri\u00e9t\u00e9 importante du mat\u00e9riau. Le module d'Young est obtenu par :<\/p>\n\n\n\n
L'\u00e9quation suivante repr\u00e9sente le coefficient de Poisson, qui est la valeur n\u00e9gative du rapport entre le d\u00e9placement horizontal et le d\u00e9placement vertical :<\/p>\n\n\n\n
Test<\/p>\n\n\n\n
La plupart des coupes transversales des \u00e9chantillons utilis\u00e9s dans l'essai de traction sont illustr\u00e9es dans la figure. Les \u00e9chantillons peuvent se pr\u00e9senter sous la forme d'une feuille ou d'un cylindre.<\/p>\n\n\n\n
Diff\u00e9rents types de fixation peuvent \u00eatre utilis\u00e9s en fonction des mat\u00e9riaux et des niveaux de sensibilit\u00e9 des mesures. Chaque m\u00e9thode de fixation pr\u00e9sente des avantages et des inconv\u00e9nients qui lui sont propres.<\/p>\n\n\n\n
Test de compression<\/h3>\n\n\n\n
L'essai de compression d\u00e9montre comment les mat\u00e9riaux se comportent lorsqu'ils sont comprim\u00e9s ou \u00e9cras\u00e9s. L'essai dure g\u00e9n\u00e9ralement jusqu'\u00e0 ce que la substance se d\u00e9compose ou jusqu'\u00e0 une limite pr\u00e9d\u00e9termin\u00e9e. La charge que le mat\u00e9riau peut supporter avant de se d\u00e9chirer et l'\u00e9tendue de sa d\u00e9gradation jusqu'\u00e0 ce point sont ainsi calcul\u00e9es. Pour tester un mat\u00e9riau, celui-ci est souvent chauff\u00e9 ou refroidi et soumis \u00e0 de nombreuses directions de force de compression. Toutefois, les tests peuvent \u00eatre effectu\u00e9s dans des conditions vari\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
Les mat\u00e9riaux pr\u00e9sentant une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la traction ont g\u00e9n\u00e9ralement une faible r\u00e9sistance \u00e0 la compression. C'est pourquoi ces mat\u00e9riaux sont soumis \u00e0 des essais de compression. Les mat\u00e9riaux sur lesquels sont effectu\u00e9s le plus grand nombre d'essais de compression sont g\u00e9n\u00e9ralement des mat\u00e9riaux fragiles, par exemple les composites, le b\u00e9ton, le bois, le m\u00e9tal et les briques ; les polym\u00e8res, les plastiques et les mousses.<\/p>\n\n\n\n
Une courbe force-d\u00e9formation est obtenue \u00e0 la suite de l'essai de compression. La force est ensuite convertie en contrainte pour cr\u00e9er une courbe contrainte-d\u00e9formation. Cette courbe est tr\u00e8s similaire \u00e0 la courbe contrainte-d\u00e9formation de l'essai de traction. Seuls les axes sont orient\u00e9s dans le sens du raccourcissement.<\/p>\n\n\n\n
Contrainte de compression - % D\u00e9formation en compression<\/p>\n\n\n\n
Les calculs effectu\u00e9s pour l'essai de traction sont \u00e9galement valables pour l'essai de compression. La force de compression est exprim\u00e9e comme suit ;<\/p>\n\n\n\n
Broyage<\/p>\n\n\n\n
L'\u00e9crasement est utilis\u00e9 pour exprimer \u00e0 quel point le mat\u00e9riau a \u00e9t\u00e9 raccourci pendant l'essai.<\/p>\n\n\n\n
Exprimer l'\u00e9crasement.<\/p>\n\n\n\n
Gonflement<\/p>\n\n\n\n
Le gonflement est l'augmentation de la section transversale du mat\u00e9riau test\u00e9. Les mat\u00e9riaux ductiles sont plus enclins au gonflement. Il est formalis\u00e9 par :<\/p>\n\n\n\n
Test<\/p>\n\n\n\n
Les mat\u00e9riaux fragiles font g\u00e9n\u00e9ralement l'objet d'essais de compression. Les caract\u00e9ristiques de compression des mousses rigides sont fournies par la norme ISO 844 \u00e0 titre d'exemple. Les valeurs et formes de la section transversale, les valeurs de temp\u00e9rature et d'humidit\u00e9 et les r\u00e9sultats attendus des \u00e9chantillons sont indiqu\u00e9s dans cette norme. Les contraintes sont exprim\u00e9es en kPa.<\/p>\n\n\n\n
La valeur de l'\u00e9lasticit\u00e9 \u00e0 la compression dans la norme est la suivante :<\/p>\n\n\n\n
Ici, \u03c3_e, est la force \u00e0 la fin de la r\u00e9gion \u00e9lastique conventionnelle, h_0 est l'\u00e9paisseur initiale du mat\u00e9riau, et x_e est la trajectoire prise par la force g\u00e9n\u00e9rant la contrainte.<\/p>\n\n\n\n
Voici quelques-unes des normes \u00e9labor\u00e9es pour les essais de compression :<\/p>\n\n\n\n
ASTM D575-91 - M\u00e9thodes de test standard pour les propri\u00e9t\u00e9s du caoutchouc en compression<\/p>\n\n\n\n
ASTM E9-19 - M\u00e9thodes standard de test de compression des mat\u00e9riaux m\u00e9talliques \u00e0 temp\u00e9rature ambiante<\/p>\n\n\n\n
TS EN ISO 14126 - Composites plastiques renforc\u00e9s par des fibres - D\u00e9termination des propri\u00e9t\u00e9s de compression dans le sens du plan<\/p>\n\n\n\n
<\/h3>\n\n\n\nDescription de la technique<\/h3>\n\n\n\n
L'\u00e9valuation du comportement m\u00e9canique d'un \u00e9chantillon dans des conditions de traction et de compression peut \u00eatre effectu\u00e9e pour fournir des donn\u00e9es de base sur les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux qui sont essentielles pour la conception des composants et l'\u00e9valuation des performances de service. Les exigences relatives aux valeurs de r\u00e9sistance \u00e0 la traction et \u00e0 la compression et les m\u00e9thodes d'essai de ces propri\u00e9t\u00e9s sont sp\u00e9cifi\u00e9es dans diverses normes pour une grande vari\u00e9t\u00e9 de mat\u00e9riaux. Les essais peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s sur des \u00e9chantillons de mat\u00e9riaux usin\u00e9s ou sur des mod\u00e8les grandeur nature ou \u00e0 l'\u00e9chelle de composants r\u00e9els. Ces essais sont g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9alis\u00e9s \u00e0 l'aide d'un instrument d'essai m\u00e9canique universel.<\/p>\n\n\n\n
Un essai de traction est une m\u00e9thode permettant de d\u00e9terminer le comportement des mat\u00e9riaux soumis \u00e0 une charge de traction axiale. Les essais sont r\u00e9alis\u00e9s en fixant l'\u00e9chantillon dans l'appareil d'essai, puis en appliquant une force \u00e0 l'\u00e9chantillon en s\u00e9parant les t\u00eates de la machine d'essai. La vitesse de la traverse peut \u00eatre modifi\u00e9e pour contr\u00f4ler le taux de d\u00e9formation de l'\u00e9chantillon. Les donn\u00e9es de l'essai sont utilis\u00e9es pour d\u00e9terminer la r\u00e9sistance \u00e0 la traction, la limite d'\u00e9lasticit\u00e9 et le module d'\u00e9lasticit\u00e9. La mesure des dimensions de l'\u00e9chantillon apr\u00e8s l'essai permet \u00e9galement d'obtenir des valeurs de r\u00e9duction de la surface et d'allongement pour caract\u00e9riser la ductilit\u00e9 du mat\u00e9riau. Les essais de traction peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s sur de nombreux mat\u00e9riaux, y compris les m\u00e9taux, les plastiques, les fibres, les adh\u00e9sifs et les caoutchoucs. Les essais peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante ou \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es.
Un essai de compression est une m\u00e9thode permettant de d\u00e9terminer le comportement des mat\u00e9riaux sous une charge de compression. Les essais de compression sont r\u00e9alis\u00e9s en chargeant l'\u00e9chantillon entre deux plaques, puis en appliquant une force \u00e0 l'\u00e9chantillon en rapprochant les traverses. Au cours de l'essai, l'\u00e9chantillon est comprim\u00e9 et la d\u00e9formation en fonction de la charge appliqu\u00e9e est enregistr\u00e9e. L'essai de compression est utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer la limite \u00e9lastique, la limite proportionnelle, la limite d'\u00e9lasticit\u00e9, la limite \u00e9lastique et (pour certains mat\u00e9riaux) la r\u00e9sistance \u00e0 la compression.<\/p>\n\n\n\n
<\/h3>\n\n\n\nInformations analytiques<\/h3>\n\n\n\n
R\u00e9sistance \u00e0 la compression<\/strong> - La r\u00e9sistance \u00e0 la compression est la contrainte de compression maximale qu'un mat\u00e9riau est capable de supporter sans se rompre. Les mat\u00e9riaux fragiles se fracturent pendant les essais et ont une valeur de r\u00e9sistance \u00e0 la compression d\u00e9finie. La r\u00e9sistance \u00e0 la compression des mat\u00e9riaux ductiles est d\u00e9termin\u00e9e par leur degr\u00e9 de d\u00e9formation pendant les essais.<\/p>\n\n\n\n Limite \u00e9lastique<\/strong> - La limite d'\u00e9lasticit\u00e9 est la contrainte maximale qu'un mat\u00e9riau peut supporter sans d\u00e9formation permanente apr\u00e8s suppression de la contrainte.<\/p>\n\n\n\n \u00c9longation<\/strong> - L'allongement est la quantit\u00e9 d'extension permanente d'un \u00e9chantillon qui a \u00e9t\u00e9 fractur\u00e9 lors d'un essai de traction.<\/p>\n\n\n\n Modules d'\u00e9lasticit\u00e9<\/strong> - Le module d'\u00e9lasticit\u00e9 est le rapport entre la contrainte (en dessous de la limite proportionnelle) et la d\u00e9formation, c'est-\u00e0-dire la pente de la courbe contrainte-d\u00e9formation. Il est consid\u00e9r\u00e9 comme la mesure de la rigidit\u00e9 d'un m\u00e9tal.<\/p>\n\n\n\n Limite proportionnelle<\/strong> - La limite proportionnelle est la plus grande quantit\u00e9 de contrainte qu'un mat\u00e9riau est capable d'atteindre sans s'\u00e9carter de la relation lin\u00e9aire de la courbe contrainte-d\u00e9formation, c'est-\u00e0-dire sans d\u00e9velopper de d\u00e9formation plastique.<\/p>\n\n\n\n R\u00e9duction de la surface<\/strong> - La r\u00e9duction de la surface est la diff\u00e9rence entre la surface de la section transversale originale d'un \u00e9chantillon de traction et la plus petite surface \u00e0 la rupture apr\u00e8s l'essai.<\/p>\n\n\n\n Souche<\/strong> - La d\u00e9formation est le changement de taille ou de forme d'un mat\u00e9riau sous l'effet d'une force.<\/p>\n\n\n\n Point de rendement<\/strong> - La limite d'\u00e9lasticit\u00e9 est la contrainte d'un mat\u00e9riau (g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieure \u00e0 la contrainte maximale atteignable) \u00e0 laquelle une augmentation de la d\u00e9formation se produit sans augmentation de la contrainte. Seuls certains m\u00e9taux ont une limite d'\u00e9lasticit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Limite d'\u00e9lasticit\u00e9<\/strong> - La limite d'\u00e9lasticit\u00e9 est la contrainte \u00e0 laquelle un mat\u00e9riau pr\u00e9sente un \u00e9cart sp\u00e9cifi\u00e9 par rapport \u00e0 une relation lin\u00e9aire entre la contrainte et la d\u00e9formation. Un d\u00e9calage de 0,2% est souvent utilis\u00e9 pour les m\u00e9taux.<\/p>\n\n\n\n R\u00e9sistance ultime \u00e0 la traction<\/strong> - La r\u00e9sistance ultime \u00e0 la traction, ou RAT, est la contrainte de traction maximale qu'un mat\u00e9riau peut supporter sans se rompre. Elle est calcul\u00e9e en divisant la charge maximale appliqu\u00e9e pendant l'essai de traction par la section originale de l'\u00e9chantillon.<\/p>\n\n\n\n Traction et compression<\/strong><\/a> les propri\u00e9t\u00e9s des mati\u00e8res premi\u00e8res pour les comparer aux sp\u00e9cifications du produit<\/p>\n\n\n\n Obtenir des donn\u00e9es sur les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux pour la mod\u00e9lisation par \u00e9l\u00e9ments finis ou la conception d'autres produits afin d'obtenir le comportement m\u00e9canique et les performances de service souhait\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n Simulation de la performance m\u00e9canique des composants en service<\/p>\n\n\n\n Les essais de traction standard sur les m\u00e9taux et les plastiques sont r\u00e9alis\u00e9s sur des \u00e9prouvettes sp\u00e9cialement pr\u00e9par\u00e9es. Il peut s'agir d'\u00e9chantillons cylindriques usin\u00e9s ou de plaques plates (dogbone). Les \u00e9chantillons doivent pr\u00e9senter un rapport sp\u00e9cifique entre la longueur et la largeur ou le diam\u00e8tre dans la zone d'essai (jauge) afin de produire des r\u00e9sultats reproductibles et de se conformer aux normes. m\u00e9thode d'essai<\/a> Les produits tubulaires, les fibres et les fils peuvent \u00eatre soumis \u00e0 des essais de traction \u00e0 taille r\u00e9elle. Les produits tubulaires, les fibres et les fils peuvent \u00eatre soumis \u00e0 des essais de traction \u00e0 taille r\u00e9elle \u00e0 l'aide de dispositifs sp\u00e9ciaux qui favorisent une pr\u00e9hension optimale et la localisation de la rupture.<\/p>\n\n\n\n L'\u00e9chantillon le plus couramment utilis\u00e9 pour les essais de compression est un cylindre circulaire droit aux extr\u00e9mit\u00e9s plates. D'autres formes peuvent \u00eatre utilis\u00e9es, mais elles n\u00e9cessitent des fixations sp\u00e9ciales pour \u00e9viter le flambage. Les configurations sp\u00e9ciales pour les essais de composants ou les simulations de service d\u00e9pendent de la machine d'essai sp\u00e9cifique \u00e0 utiliser.<\/p>\n\n\n\n Dans le cas des essais de traction, la machine d'essai exerce une charge ou une force de tension qui s\u00e9pare les \u00e9chantillons d'essai de traction. Dans le cas des essais de traction sur plastiques, l'\u00e9chantillon est \u00e9cart\u00e9 pour mesurer la r\u00e9sistance \u00e0 la traction et d'autres propri\u00e9t\u00e9s, notamment la rigidit\u00e9 et la limite d'\u00e9lasticit\u00e9. Il existe plusieurs normes industrielles communes qui fournissent des m\u00e9thodes reconnues pour les essais de traction sur les plastiques. Les normes ASTM D638 et ISO 527-2 pr\u00e9sentent toutes deux une g\u00e9om\u00e9trie et des dimensions d'\u00e9chantillon normalis\u00e9es similaires mais diff\u00e9rentes. Ces essais n\u00e9cessitent des pinces de traction qui sont cens\u00e9es saisir l'\u00e9chantillon et s'ajuster au fur et \u00e0 mesure qu'il s'amincit au cours du processus d'essai. Ces accessoires sont diff\u00e9rents des dispositifs de compression. <\/h3>\n\n\n\n
Applications typiques<\/h3>\n\n\n\n
<\/h3>\n\n\n\n
Exemples d'exigences<\/h3>\n\n\n\n
Diff\u00e9rence entre l'\u00e9quipement d'essai de traction et l'\u00e9quipement d'essai de compression<\/h2>\n\n\n\n
Dans les essais de compression, la machine d'essai exerce une charge ou une force de pouss\u00e9e ou de compression pour \u00e9craser l'\u00e9chantillon d'essai jusqu'\u00e0 ce qu'il se brise ou s'\u00e9crase. Les essais de compression d'un mat\u00e9riau polym\u00e8re en mousse structurelle sont couverts par ASTM D1621<\/strong> qui sp\u00e9cifie le type de plaques de compression et de d\u00e9flectom\u00e8tre utilis\u00e9s. L'\u00e9chantillon est plac\u00e9 entre des plateaux de compression jusqu'\u00e0 ce que la structure cellulaire c\u00e8de ou se rompe.
Une machine d'essai universelle peut effectuer des essais de traction et de compression, ou les deux. La traverse peut \u00eatre utilis\u00e9e pour tirer ou comprimer l'\u00e9chantillon d'essai qui est situ\u00e9 entre la plaque de base et la t\u00eate mobile.
Les montages d'essai de traction, ou pinces, et les capteurs de d\u00e9formation (connus sous le nom d'extensom\u00e8tres) ne peuvent pas effectuer d'essais de compression. De plus, les m\u00e2choires de traction sont sp\u00e9cialement adapt\u00e9es pour couvrir la g\u00e9om\u00e9trie et les dimensions exactes de l'\u00e9prouvette. Les plateaux d'essai de compression et le d\u00e9flectom\u00e8tre sont \u00e9galement capables d'effectuer uniquement un essai de compression, et les deux ensembles d'accessoires sont donc n\u00e9cessaires dans ce cas.<\/p>\n\n\n\n <\/h2>\n\n\n\n