Qu’est-ce qu’une machine de traction ?
Une machine de traction est un dispositif qui mesure le changement dans un échantillon lorsqu’une charge de traction lui est appliquée.
La tension génère des contraintes et des déformations. La relation entre la contrainte et la déformation permet de calculer la contrainte de traction, la déformation de traction, le module de Young et le coefficient de Poisson. Les paramètres obtenus lors des essais de traction sont appelés “propriétés mécaniques”. Celles-ci jouent un rôle important dans la détermination de la résistance et de la durabilité des produits moulés.
Utilisations des machines de traction
Les machines de traction sont principalement utilisées pour vérifier les propriétés mécaniques. Elles sont utilisées pour tester une variété de matériaux, y compris les métaux, les plastiques, le caoutchouc et les textiles. Elles constituent donc l’un des tests les plus importants pour l’inspection des performances et de la qualité.
Les essais de traction peuvent également être utilisés pour évaluer la résistance et d’autres propriétés des tissus biologiques tels que les muscles, les os et la peau. Le testeur sert également à évaluer les matériaux utilisés dans les dispositifs médicaux tels que les articulations artificielles, les valves cardiaques artificielles et les drains.
Principes des machines de traction
Dans une machine de traction, une charge de traction est appliquée à un échantillon et le résultat est mesuré jusqu’à ce que le matériau se rompe. En traçant la courbe contrainte-déformation, on peut calculer la limite proportionnelle, la limite élastique, la limite d’élasticité et la résistance à la traction.
Les relations caractéristiques contrainte/déformation dues aux points initial, intermédiaire et de rupture de la mesure sont les suivantes :
1. Le début de la mesure
Au début de la mesure, la contrainte et la déformation sont proportionnelles. Le point limite auquel la relation proportionnelle se maintient est appelé “limite proportionnelle”.
2. La mesure à mi-parcours
Si une contrainte supplémentaire est appliquée à partir de la limite proportionnelle, la déformation restera à un certain point. Le point limite auquel aucune déformation ne subsiste est appelé “limite élastique”.
Le point au-delà de la limite élastique est la “limite d’élasticité”. Si cette dernière est dépassée, la contrainte diminue tandis que la déformation demeure.
3. La rupture
Si la tension de traction est maintenue, la contrainte augmente à nouveau. La contrainte maximale à ce stade est appelée “résistance à la traction” de l’échantillon, qui finit par se rompre.
Le module de Young et le coefficient de Poisson sont des paramètres qui peuvent être calculés à l’aide des diagrammes contrainte-déformation. D’autres types d’extensomètres, tels que les extensomètres statiques, les extensomètres dynamiques et les extensomètres longs, sont utilisés en fonction des paramètres à obtenir et du matériau de l’échantillon à utiliser.
Types de machines de traction
Il existe différents types de machines de traction, mais les deux types les plus courants sur le marché aujourd’hui sont les machines d’essai universelles hydrauliques et les mécaniques.
Toutes deux utilisent des cellules de charge pour détecter la charge et utilisent une sortie électrique. Cela présente l’avantage de permettre d’obtenir facilement un diagramme charge-allongement en extrayant le signal électrique d’un extensomètre.
1. Les machines d’essai universelles hydrauliques
Il s’agit de machines d’essai universelles qui peuvent effectuer des essais statiques tels que la traction, la compression et la flexion en ajustant la contrainte à l’aide de la pression hydraulique.
2. Les machines d’essai universelles mécaniques
Les machines d’essai universelles mécaniques se caractérisent par le fait que la vitesse de traction peut être constante au moyen d’un servomoteur.
Autres informations sur les machines de traction
1. Les unités pour les machines de traction
Les machines de traction utilisent une cellule de charge pour mesurer la contrainte. L’unité de contrainte est l’unité SI “N” Newton. En fonction de la capacité du capteur, des unités telles que mN ou kN peuvent également être utilisées.
Le newton “N” est la valeur obtenue en multipliant la masse par l’accélération de la pesanteur. Si l’on connaît l’accélération de la pesanteur à l’endroit de la mesure, la masse (kg) peut être mesurée à l’aide d’un capteur de pesage.
2. Le module de Young
Le module de Young est le rapport entre la contrainte et la déformation. Il indique la capacité de flexion (dureté) d’un matériau. Plus le module d’Young est élevé, plus le matériau est dur et difficile à plier. L’acier utilisé dans les matériaux de construction est l’un des matériaux ayant un module de Young élevé.
3. Le coefficient de Poisson
Le coefficient de Poisson est le rapport entre la déformation dans la direction de la force appliquée (déformation longitudinale) et la déformation perpendiculaire à la direction de la force appliquée (déformation transversale). Si le coefficient de Poisson est de 0,5, il n’y a pas de changement de volume dû à la déformation. Pour les matériaux tels que le caoutchouc, la déformation latérale diminue au fur et à mesure que le matériau est tiré, de sorte que la valeur est proche de 0,5.