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Essai de traction et propriétés mécaniques des matériaux

2025-09-10

Test de traction et propriétés mécaniques des matériaux

L'essai de traction est la méthode la plus fondamentale pour déterminer les propriétés mécaniques des matériaux.En appliquant une force de traction axiale à un échantillon standard et en enregistrant la courbe de déplacement de la force, il analyse en outre les indicateurs mécaniques clés du matériau tels que la résistance, la plasticité et l'élasticité.

1Objectif principal du test de traction

En simulant le processus de déformation et de défaillance des matériaux sous force axiale,il obtient quantitativement la capacité du matériau à résister aux forces extérieures (résistance) et la capacité de déformation (plasticité), fournissant une base pour la sélection des matériaux, la conception des structures et l'inspection de la qualité.

2Indicateurs clés des propriétés mécaniques dérivés de l'essai

Sur la base de la courbe de traction (courbe de contrainte-déformation), on peut extraire les indicateurs de base suivants dont les significations physiques et les scénarios d'application sont indiqués dans le tableau ci-dessous:

Indicateur de propriété	Définition (description de base)	Signification physique / scénario d'application
Module élastique (E)	Le rapport entre la contrainte et la contrainte dans l'étape élastique (indicateur de rigidité)	Reflète la capacité du matériau à résister à la déformation élastique; par exemple, les pièces mécaniques nécessitent un E élevé pour assurer la stabilité dimensionnelle
Résistance au rendement (σs)	La contrainte minimale à laquelle le matériau commence à subir une déformation plastique ("résistance à la déformation plastique")	Une base essentielle pour la conception structurelle afin d'éviter que les pièces ne tombent en panne en raison de la déformation plastique
Résistance à la traction (σβ)	La contrainte de traction maximale à laquelle le matériau peut résister (" résistance ultime ")	Évalue la limite supérieure de la résistance à la fracture du matériau et sert à déterminer la limite de capacité de charge du matériau
Pourcentage d'allongement après fracture (δ)	Pourcentage de l'allongement à la longueur d'origine après les fractures de l'échantillon ("indicateur de plasticité")	Reflète la plasticité du matériau; un δ plus grand signifie que le matériau est plus facile à traiter (par exemple, estampage, flexion)
Réduction en pourcentage de la superficie (ψ)	Le pourcentage de réduction de la surface de la section transversale à la surface d'origine après les fractures de l'échantillon	Indicateur de plasticité plus sensible que δ, particulièrement adapté aux matériaux fragiles

3Différences dans le comportement de traction des matériaux typiques

Les courbes de contrainte et de déformation des différents types de matériaux varient considérablement, reflétant directement leurs caractéristiques mécaniques:

Matériaux en plastique (p. ex. acier à faible teneur en carbone): La courbe comporte quatre étapes: étape élastique (récupération après déchargement), étape de rendement (stress reste inchangé tandis que la contrainte augmente), étape de durcissement de la contrainte (stress et contrainte augmentent simultanément),Le pourcentage d'allongement après fracture est élevé (δ > 5%).
Matériaux fragiles (par exemple, céramique, fonte): il n'y a pas d'étape de rendement évidente; elles se fracturent directement après l'étape élastique.et la résistance à la traction est beaucoup plus faible que la résistance à la compression.
Matériaux très élastiques (par exemple, caoutchouc): la déformation élastique est extrêmement importante (jusqu'à 1000%), le module d'élasticité est faible, il n'y a pas de déformation plastique et il se rétablit complètement après le déchargement.

4Les facteurs principaux influençant le test

L'exactitude des résultats des essais dépend du contrôle des facteurs suivants:

Spécifications du spécimen: doit être conforme aux normes nationales (par exemple, GB/T 228.1) pour assurer des dimensions uniformes (longueur, diamètre) et éviter les erreurs causées par des différences de spécimen.
Taux de chargementLe chargement doit être effectué à la vitesse standard (par exemple, l'acier à faible teneur en carbone peut ne pas avoir de rendement évident) ou à la vitesse standard (par exemple, l'acier à faible teneur en carbone peut ne pas avoir de rendement évident).1 à 5 mm/min).
Conditions environnementales: les températures élevées réduisent la résistance du matériau et augmentent sa plasticité; les basses températures rendent les matériaux fragiles (par exemple, la "fragilité à froid" de l'acier à basses températures).La température d'essai doit être clairement spécifiée..

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