MACHINES D’ESSAIS UNIVERSELLES ET
COMMENT SE DÉROULE L’ESSAI DE TRACTION ?
L’essai de traction est une méthode expérimentale utilisée pour examiner la réaction d’un matériau soumis à une force qui l’étire progressivement. Cette procédure permet d’identifier ses propriétés élastiques, plastiques et sa résistance ultime avant la rupture grâce à l’utilisation d’une machine de traction. Fondamental dans les domaines de l’ingénierie et de la conception industrielle, il fournit des données précieuses pour le choix des matériaux selon leur usage spécifique.
Grâce à la grande facilité d’utilisation des machines d’essais universelles Easydur, la réalisation d’un essai de traction normalisé est vraiment simple et intuitive. Il suffit de quelques réglages et vous êtes immédiatement prêt à lancer l’essai et à commencer à collecter toutes les données relatives à la caractérisation du matériau ou du produit souhaité.
Grâce à la fonctionnalité de l’assistant d’EasyQs, il est en fait possible d’effectuer toutes sortes d’essais en stricte conformité avec les normes internationales (telles que ISO 37, ASTM D638, ASTM D882, ISO 178, ASTM E290, ASTM B348, ISO 3266, ISO 6892, ASTM E21).
Déroulement de l’essai de traction : étapes clés
- Conception et préparation de l’échantillon
L’échantillon, ou éprouvette, est découpé et façonné selon des standards précis qui varient en fonction du matériau testé (métal, polymère, composite). Il adopte généralement une forme élargie aux extrémités pour garantir une répartition homogène des contraintes et minimiser les risques de rupture localisée. - Installation et alignement précis
L’éprouvette est solidement fixée entre deux mâchoires dans une machine de traction, avec un positionnement rigoureux afin d’éliminer les forces parasites qui pourraient fausser les résultats. Un mauvais alignement pourrait engendrer des efforts non désirés, influençant négativement l’analyse. - Instrumentation et suivi des déformations
Afin de mesurer avec précision les variations dimensionnelles du matériau, des capteurs spécialisés sont fixés sur l’échantillon. L’extensomètre, par exemple, enregistre les allongements millimétriques avec une grande précision, permettant de suivre la transition du matériau entre la phase élastique et la phase plastique.
Extensomètre Clip-On
Extensomètre Mécanique Automatique
Extensomètre Video
- Application de la charge et enregistrement des données
Une force de traction est appliquée de manière progressive et contrôlée, augmentant jusqu’à la rupture de l’échantillon. Durant cette phase, les variations de force et d’allongement sont scrupuleusement relevées, permettant de tracer une courbe contrainte-déformation, signature caractéristique du matériau.
Interprétation des résultats d’une machine de traction : paramètres fondamentaux
Les valeurs mesurées durant l’essai fournissent des indicateurs clés sur la performance mécanique du matériau :
- Rigidité et élasticité (Module de Young – E) : Évalue la capacité du matériau à revenir à sa forme initiale après une contrainte.
- Limite élastique (Re) : Seuil au-delà duquel la déformation devient permanente et irréversible.
- Résistance ultime à la traction (Rm) : Charge maximale supportée avant la rupture complète.
- Ductilité et résilience (Allongement à la rupture – A%) : Indique la capacité du matériau à s’allonger avant la cassure, révélant son aptitude à absorber l’énergie sans défaillance immédiate.
RÉSUMÉ DE COMMENT SE DÉROULE L’ESSAI DE TRACTION
- Préparation du type d’échantillon pour l’essai de traction normalisé (selon ISO, ASTM)
- Sélection de l’essai ou création d’une recette à partir du logiciel d’essai universel EasyQs
- Insertion rapide et sûre de l’échantillon dans les pinces : mécaniques, pneumatiques ou hydrauliques
- Un simple « start » et l’essai est lancé et exécuté automatiquement
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MACHINES DE TRACTION : QUESTIONS FREQUEMMENT POSEES
Comment fonctionne une machine de traction ?
Une machine de traction, aussi appelée machine d’essai mécanique ou machine d’essai universelle, est un dispositif essentiel en laboratoire permettant de réaliser divers tests mécaniques sur des échantillons de matériaux. Ces essais visent à évaluer les propriétés physiques des matériaux, notamment leur résistance à la traction, à la compression, au cisaillement et à la flexion.
Structure et fonctionnement d’une machine de traction
Une machine de traction classique comprend plusieurs éléments clés : - Capteur de force : Cet élément, fixé sur la traverse mobile ou basse, est interchangeable et permet de mesurer précisément la charge appliquée sur l’échantillon. - Capteur de déplacement : Il enregistre le mouvement de la traverse mobile pour quantifier l’allongement ou la déformation subie par l’échantillon. - Mors de fixation : Ces éléments, souvent auto-serrants, maintiennent solidement l’échantillon pendant l’essai afin d’assurer une répartition homogène des forces. - Système d’entraînement : Dans un modèle à structure bicolonne, la traverse mobile est déplacée par des vis latérales actionnées par un motoréducteur à courant continu, via un ensemble de poulies et une courroie crantée. La vitesse de déplacement de la traverse mobile est ajustable et peut varier de 1 µm/min à 3 000 mm/min, une valeur courante étant de 10 mm/min. Cette flexibilité permet d’adapter le test aux caractéristiques spécifiques du matériau analysé.
Principaux types de tests réalisés
Le type de contrainte appliqué dépend de la configuration du porte-échantillon et des dimensions de l’échantillon testé. Parmi les essais courants, on retrouve : - Essai de traction uniaxiale : L’échantillon est étiré jusqu’à rupture afin de mesurer sa résistance mécanique. - Essai traction-cisaillement : Ce test combine des forces de traction et de cisaillement pour évaluer la résistance au glissement du matériau. - Essai de compression : L’échantillon est soumis à une pression pour analyser sa capacité à supporter une charge sans se déformer ou s’écraser. - Essai de flexion (trois ou quatre points) : Utilisé pour tester la rigidité et la résistance d’un matériau lorsqu’une charge est appliquée sur une section spécifique.
Tests sous conditions spécifiques
Certains essais nécessitent des températures contrôlées. Pour cela, l’échantillon peut être placé dans une enceinte thermique, permettant de simuler des conditions de -80 °C à 250 °C, ou dans un four haute température, pouvant atteindre jusqu’à 1 000 °C. Les capteurs de force utilisés peuvent mesurer des charges allant de quelques millinewtons (mN) à plusieurs centaines de kilonewtons (kN), en fonction du matériau testé. Les machines modernes intègrent des logiciels d’analyse avancés, permettant une interprétation précise des résultats et un calcul automatique des caractéristiques mécaniques du matériau.