La résistance à la traction et à la rupture sont deux paramètres importants. Les fabricants tiennent compte de ces deux paramètres lorsqu'ils choisissent un matériau. Malheureusement, la plupart des profanes considèrent ces paramètres comme identiques. Or, il existe de nombreuses différences entre ces deux paramètres. Ces décisions sont à l'origine du débat sur la résistance à la traction et la résistance à la rupture.
Ces deux paramètres sont utiles pour évaluer la capacité d'un matériau. La résistance à la traction ou à la rupture d'un objet peut être inscrite sur n'importe quel matériau. Cela signifie qu'il ne faut jamais exercer une contrainte ou une charge supérieure à cette limite. Dans cet article, j'aborderai en détail la résistance à la traction et à la rupture. Alors, c'est parti !
Qu'est-ce que la résistance à la traction ?
Cet article n'a pas pour but de comparer ces deux paramètres. Il s'agit plutôt de comprendre leurs différences. Entrons donc d'abord dans le vif du sujet de la résistance à la traction.
Il s'agit de la traction maximale qu'un matériau peut supporter. Au-delà de cette limite spécifique, le matériau se déforme de manière permanente. Il ne reviendra donc pas à sa forme ou à sa position précédente. Rappelez-vous que le matériau ne se casse pas à ce stade. Scientifiquement, il s'agit d'une force (contrainte) appliquée à une unité de surface.
La résistance à la traction de certains matériaux courants est la suivante :
- Caoutchouc : 10-20 MPa
- Acier : 400-1 500 MPa
- Aluminium : 90-570 MPa
Discutons de la résistance à la traction dans les termes les plus simples. Supposons que vous ayez une bande de caoutchouc. Vous la tirez et continuez à la tirer avec une certaine force. Mais lorsque vous arrêtez de tirer, le caoutchouc revient à sa position initiale. Cependant, si vous continuez à tirer, vous atteindrez un point où la bande de caoutchouc commencera à se déformer.
En sortant, elle ne reviendra pas à sa position initiale. Cependant, la bande de caoutchouc sera dans une position acceptable et ne sera pas fissurée ou cassée. Cette force à ce stade correspondra à la résistance à la traction de la bande de caoutchouc. Avec la résistance à la traction, le matériau ne se casse pas mais se déforme. Il perd sa capacité à revenir à sa position.
Voici la formule pour calculer la résistance à la traction :
La formule pour calculer la résistance à la traction est la suivante :
Résistance à la traction = Force maximale (F) / Surface transversale (A)
L'unité de résistance à la traction est le pascal. Il existe deux types de résistance : la résistance ultime à la traction et la limite d'élasticité. À la résistance à la traction, le matériau présente une déformation importante. En revanche, la limite d'élasticité est atteinte lorsque le matériau commence à se déformer légèrement. La limite d'élasticité est toujours inférieure à la résistance ultime à la traction.
Qu'est-ce que la résistance à la rupture ?
Avez-vous compris la signification de la contrainte de traction ? Voyons maintenant ce qu'est la résistance à la rupture :
Il s'agit de la force ou de la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter. Au-delà de cette force, il se rompt ou se casse. En général, les gens confondent rupture et déformation. Après la résistance à la rupture, toute force appliquée entraînera la défaillance du matériau. Après cette force, le matériau ne sera plus utilisable.
La résistance à la rupture de certains matériaux est la suivante :
- Le verre : 35-70 MPa
- Nylon : 90-150 MPa
- Aluminium : 90-310 MPa
Discutons de la résistance à la rupture avec des mots faciles à comprendre en prenant l'exemple d'une bande de caoutchouc. Lorsque vous appliquez une force à une bande de caoutchouc, elle commence à se déformer. Le stade où elle commence à se déformer de manière permanente est appelé résistance à la traction. Mais si l'on continue à pousser, on se rapproche du point de rupture.
Il arrive un moment où les bandes de caoutchouc ne supportent plus de force ou de résistance. Il s'agit de la force maximale qu'une bande de caoutchouc peut endurer ou supporter. C'est ce qu'on appelle la résistance à la rupture. Toute augmentation légère de la force entraînera la rupture ou la défaillance de ce matériau. En d'autres termes, il s'agit de la limite de force maximale à laquelle un matériau peut faire face.
Quelle est la différence entre la résistance à la traction et la résistance à la rupture ?
Dans la section ci-dessus, j'ai expliqué séparément la résistance à la traction et la résistance à la rupture. J'espère que vous avez maintenant une meilleure idée de ces paramètres. Il est temps de repérer les différences entre ces résistances à la traction et au freinage.
1- Comportement des matériaux
Ces deux paramètres nous aident à comprendre le comportement et la capacité du matériau. Par exemple, à la résistance à la traction, le matériau est déformé de façon permanente. Il ne reviendra pas à sa forme initiale. Il convient donc de ne pas dépasser la résistance à la traction afin de préserver l'élasticité du matériau.
D'autre part, la résistance à la rupture indique la capacité de résistance à la contrainte totale du matériau. Supposons qu'un matériau ait une résistance à la rupture de 20 MPa. Cela signifie que si ce matériau est soumis à une contrainte de 21 MPa, il ne se brisera pas ou ne cédera pas. Ainsi, ces paramètres nous donnent différentes informations sur le matériau.
2- Le stade de l'échec
La résistance à la traction n'indique pas le stade de la rupture. Par exemple, le matériau se déformera si vous atteignez la limite de résistance à la traction. Mais vous pourrez toujours l'utiliser de différentes manières. N'oubliez pas que la résistance à la traction indique la contrainte à laquelle le matériau commence à se déformer. Vous pouvez conserver le matériau s'il se déforme légèrement.
Le matériau conserve une certaine élasticité avant d'atteindre la résistance ultime à la traction. En revanche, la résistance à la rupture indique une défaillance complète du matériau. Supposons que vous ayez un matériau et que vous lui appliquiez une contrainte supérieure à sa résistance à la rupture. Il en résultera des fissures et le matériau se brisera ou se rompra. Vous ne pourrez plus l'utiliser.
3- Flexibilité et amplitude
Comme je l'ai dit précédemment, il existe deux types de résistance à la traction. Il s'agit de la limite d'élasticité et de la résistance ultime à la traction. La limite d'élasticité indique la contrainte à laquelle le matériau commence à se déformer. Cependant, il peut encore être utilisé et contenir une certaine élasticité.
Après la limite d'élasticité, si vous continuez à appliquer une force, vous atteignez la phase ITS. C'est le moment où le matériau est proche de la rupture. Le matériau peut être utilisé entre ces deux phrases. Cependant, la résistance au freinage n'a pas une telle gamme ou de tels types. Si vous dépassez la force de freinage, le matériau sera défaillant.
4- Applications
La résistance à la traction et à la rupture est importante pour les fabricants. Elles les aident à connaître la capacité et la valeur réelles de l'objet. Elles leur permettent de sélectionner avec soin les matériaux nécessaires à leur projet. Par exemple, les fabricants choisissent les matériaux en fonction de la résistance à la traction lorsqu'ils fabriquent des poutres ou des colonnes.
Les fabricants veillent à mettre en place des charges que le matériau est capable de supporter. De même, la résistance à la rupture aide les fabricants à connaître la dernière limite de contrainte que le matériau peut supporter. Avez-vous déjà lu des étiquettes indiquant des alertes de défaillance sur différents produits ? Les fabricants ajoutent ces alertes ou ces limites en vérifiant la résistance à la rupture du matériau.
Avez-vous déjà remarqué la limite de poids indiquée sur la cabine de l'ascenseur ? Cette limite est basée sur la résistance à la rupture du matériau lors de la réalisation de l'ascenseur. Si un poids plus important est placé sur l'ascenseur, il en résultera une rupture de la limite. N'oubliez pas que ces résistances sont calculées et testées en laboratoire à l'aide de machines d'essai de traction.
La résistance à la rupture est-elle la même que la résistance à la traction ?
La réponse est NON ! Il s'agit dans les deux cas de paramètres ou de termes différents.
La résistance à la fracture est un autre nom pour la résistance à la rupture. Elle indique le point de contrainte où le matériau se brise ou se rompt. En revanche, la résistance à la traction est la force maximale qu'un matériau peut supporter avant de se déformer de manière permanente.
Après la résistance à la traction, le matériau ne revient pas à sa position initiale. Cela signifie qu'il perd son élasticité. Cependant, il peut encore être utilisé avec très peu d'élasticité. Cependant, la résistance à la rupture est différente. À ce point de contrainte, le matériau se déchire et se rompt. Cela signifie que vous ne pourrez plus du tout l'utiliser.
Questions fréquemment posées
La résistance à la traction est-elle la même que la résistance à la rupture ?
Non, la résistance à la traction indique le niveau de contrainte auquel le matériau se déforme de manière permanente. En revanche, la résistance à la rupture indique la dernière limite de la contrainte. Après cette limite, le matériau est défaillant et ne peut plus supporter de force ou de contrainte supplémentaire.
Qu'entend-on par résistance à la rupture et en quoi diffère-t-elle de la résistance à la fracture ?
Il s'agit du point de contrainte après lequel le matériau se brise ou se rompt. En d'autres termes, il s'agit de la dernière limite de la contrainte. La résistance à la fracture est un autre nom utilisé pour la résistance à la rupture.
Quelle est la différence entre la tension et la résistance à la traction ?
La tension et la résistance à la traction sont des termes totalement différents. La tension indique toute force ou compression appliquée à un objet. En revanche, la résistance à la traction désigne la force ou la contrainte que le matériau peut supporter avant de se déformer de manière permanente.
Un matériau perd-il toute son élasticité lorsqu'il est étiré jusqu'à sa résistance à la traction ?
Le matériau perd la majeure partie de son élasticité et se déforme de manière permanente. Toutefois, il est encore possible de le tirer ou de l'étirer jusqu'à sa résistance ultime à la traction. Après la résistance à la traction, le matériau se rompt et se casse.
Conclusion
Comme indiqué ci-dessus, la résistance à la traction et la résistance à la rupture sont deux paramètres différents. Cependant, de nombreuses personnes les confondent et les considèrent comme identiques. Or, c'est faux. Dans cet article, j'ai examiné leurs différences et j'ai établi qu'elles sont toutes deux différentes. Par exemple, la résistance à la traction est la force appliquée par unité de surface.
Chaque matériau a une valeur de résistance à la traction spécifique. Au-delà de cette valeur, il se déforme de façon permanente. À l'inverse, la résistance à la rupture est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter. Comme pour la résistance à la traction, chaque matériau a une valeur de résistance à la rupture différente. Au-delà de cette valeur, non seulement il se déformera, mais il ne pourra plus être utilisé. En d'autres termes, il se détériore et ne fonctionne plus. Enfin, les deux paramètres ont des applications différentes dans des domaines différents.