Qu'est-ce que la courbe contrainte-déformation ? Graphique et types
Lors de la fabrication d'un composant, la pièce est soumise à différentes forces, telles que la contrainte et la déformation. Ces deux termes ont une signification approfondie, ce qui nous aide à déterminer leur importance.
Si vous souhaitez également tout comprendre sur les courbes de contrainte et de déformation, le guide ci-dessous a tout prévu. Alors, lisons.
Qu'est-ce que le stress ?
La contrainte est un type de force appliquée au matériau. Il s'agit également des différents types de réactions qu'un matériau peut avoir lorsqu'il est soumis à une force. Il existe deux types de contraintes, comme indiqué ci-dessous.
Contrainte de traction
La contrainte de traction est appliquée aux matériaux lorsqu'ils sont allongés et étirés en longueur. Un exemple est l'étirement d'une tige pour en augmenter la longueur. Lors d'une traction, le matériau est tiré des deux côtés.
Contrainte de compression
La contrainte de compression est appliquée aux matériaux lorsqu'ils sont comprimés et que, du fait de leur compression, leur taille diminue. La force est appliquée des deux côtés de manière égale.
Qu'est-ce que la contrainte ?
La déformation désigne la déformation qui se produit dans la pièce lorsqu'elle est soumise à une force. La modification de la forme et des dimensions de la matériaux est causée par la force appliquée dans la déformation. Il existe deux types de déformation.
Contrainte de traction
En cas de traction, le matériau s'allonge sous l'effet de la pression exercée, ce qui entraîne une déformation.
Contrainte de compression
Une contrainte de compression est appliquée sur le matériau, le déformant de manière compressive, avec une taille réduite.
Qu'est-ce qu'une courbe contrainte-déformation ?
La courbe contrainte-déformation est un graphique qui montre la variation de la contrainte lorsque la déformation augmente.
Elle est très largement utilisée dans la fabrication pour comprendre la nature des matériaux. Elle permet de déterminer le comportement du matériau, qui est ductile en fonction de la contrainte.
Les courbes de contrainte et de déformation sont destinées aux matériaux qui sont fragiles et durs, mais qui devraient être ductiles. Voici une courbe de contrainte et de déformation.
Pourquoi la courbe contrainte-déformation est-elle importante ?
La courbe contrainte-déformation est importante car elle fournit aux ingénieurs les paramètres essentiels nécessaires à la conception. Ce graphique présente diverses propriétés mécaniques telles que la limite d'élasticité, la ténacité, l'élasticité et l'allongement.
Explication du graphique contrainte-déformation
Le graphique contrainte-déformation comporte plusieurs éléments, chacun ayant son importance. Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé de chacun de ces éléments.
Limite proportionnelle
La limite proportionnelle est le point final de la partie linéaire de la courbe ; c'est le module de Young qui peut être tiré en calculant la pente.
Limite élastique
Il représente le point de déformation élastique.
Point de rendement
La limite d'élasticité est également une limite élastique, mais elle peut être calculée.
Point de stress ultime
Il s'agit de la contrainte maximale sur la courbe, au-delà de laquelle le collet commence à se former. Il est très important de s'assurer qu'elle se situe au point culminant de la courbe, après quoi le matériau peut se rompre.
Fracture ou point de rupture
Le point de rupture est le point de la courbe où l'on observe la déformation du matériau, qui est soit fracturé, soit cassé.
Loi de Hooke
La loi de Hooke explique le concept d'élasticité et la manière dont la force peut soit comprimer, soit étendre l'objet. Elle considère l'élasticité sur une distance donnée, qui est proportionnelle à la force. Plus la force est élevée, plus la distance est importante. La formule de la loi de Hooke est donnée ci-dessous.
La loi de Hooke stipule que dans la plupart des métaux, plus la force interne est importante, plus la longueur varie. Cela signifie que la contrainte et la déformation sont directement proportionnelles. Métaux ne sont élastiques que dans une certaine mesure.
Comment lire le graphique ?
La courbe contrainte-déformation peut être lue de la manière suggérée ci-dessous.
- Sélectionnez la valeur de la contrainte sur l'axe des ordonnées.
- Créez une ligne horizontale devant l'axe des ordonnées pour la croiser avec la ligne de la courbe et marquez ce point.
- Tracez une ligne verticale, puis du point d'intersection à l'axe des x ; ces lignes formeront un angle droit.
- La valeur choisie dans la première étape de la contrainte montre que la contrainte répond à la déformation du matériau au point donné.
Types de contraintes et de déformations
Les deux types de contrainte et de déformation sont expliqués ci-dessous.
Contraintes et déformations techniques ou réelles
Contraintes et déformations en ingénierie
Les contraintes et déformations techniques permettent d'obtenir des valeurs égales en utilisant l'essai de traction standard pour se faire une idée du comportement du matériau. Ce type de contrainte est également appelé contrainte et déformation nominales. La formule de la contrainte et de la déformation techniques est la suivante :
Contraintes et déformations réelles
La contrainte et la déformation réelles sont les véritables contraintes et déformations. Elles aident à comprendre les propriétés des matériaux et, pour les calculer, vous aurez besoin de la charge appliquée, de la longueur de la jauge et de la surface de la section transversale. Les formules suivantes peuvent être utilisées pour calculer la contrainte et la déformation réelles.
Courbes de contrainte et de déformation pour différents matériaux
La courbe de contrainte et de déformation donne un aperçu du comportement des matériaux lorsqu'une force leur est appliquée. Elle met en évidence plusieurs propriétés des matériaux : points de rupture, élasticité et limite d'élasticité.
Les métaux comme l'acier ont une zone élastique linéaire et sont ductiles. PolymèresEn revanche, ils présentent une élasticité non linéaire qui se traduit par de grandes déformations sans limite d'élasticité spécifique.
En ce qui concerne le verre et la céramique, ils sont fragiles et présentent des courbes d'acier avec des fractures soudaines. Ces courbes ont pour but d'aider les ingénieurs à sélectionner les matériaux en fonction des contraintes qu'ils peuvent supporter.
Conclusion
La courbe contrainte-déformation joue un rôle essentiel lorsqu'il s'agit d'analyser les matériaux pour la fabrication de composants. Chez DEK Nous analysons la courbe contrainte-déformation avant de fabriquer les composants, ce qui nous permet de vous fournir les bons matériaux.
