Différence entre la limite d’élasticité et la résistance à la traction

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Différence principale – limite d’élasticité vs résistance à la traction

En ingénierie des matériaux, la limite d’élasticité et la résistance à la traction sont deux propriétés qui peuvent être utilisées pour caractériser un matériau. La principale différence entre la limite d’élasticité et la résistance à la traction est que la limite d’élasticité est la contrainte minimale sous laquelle un matériau se déforme de façon permanente, alors que la résistance à la traction décrit la contrainte maximale qu’un matériau peut supporter avant de se rompre.

Caractéristiques de contrainte – déformation d’un matériau

Lorsqu’un matériau solide ne subit aucune force extérieure, toutes les molécules qui le composent vibrent autour de leur position d’équilibre. Il s’agit de la configuration la plus basse en énergie pour les molécules, et si elles sont éloignées de leur position d’équilibre, les molécules tenteront de revenir à leur position d’équilibre. Techniquement, la contrainte est une mesure de ces forces intermoléculaires. Si le matériau n’est pas soumis à une accélération, les forces intermoléculaires devraient être équilibrées par les forces externes agissant sur le matériau. Par conséquent, nous pouvons obtenir une indication de la contrainte en mesurant les forces externes agissant sur l’objet. La contrainte () sur un objet est donnée par la force externe sur l’objet divisée par la surface de la section transversale de l’échantillon d’un matériau.

Lorsqu’un objet est sous contrainte, il subit une déformation. La déformation est une mesure qui donne le changement de longueur d’un objet divisé par la longueur initiale. La déformation est généralement désignée par le symbole . Si nous soumettons un échantillon de matériau à différents niveaux de contrainte, que nous mesurons les déformations correspondantes et que nous produisons ensuite un graphique de la contrainte en fonction de la déformation, nous obtenons ce que l’on appelle une courbe de contrainte-déformation, qui est une courbe caractéristique d’un matériau donné. Le graphique ci-dessous montre la courbe contrainte-déformation pour un matériau ductile typique tel que l’acier:

Courbe contrainte-déformation pour un matériau ductile

Qu’est-ce que la limite d’élasticité

Lorsque la contrainte sur un matériau est lentement augmentée, vous pouvez voir que la déformation augmente proportionnellement au début. Si la force causant la contrainte sur le matériau est supprimée, alors le matériau reprend sa forme initiale. Lorsqu’un matériau est capable de faire cela, on dit qu’il est élastique (pensez à un élastique). Si la contrainte exercée sur le matériau continue d’augmenter, le matériau finira par atteindre un point où il sera tellement déformé que, même si les forces de déformation sont supprimées, le matériau ne pourra plus reprendre sa forme initiale. La contrainte à laquelle un matériau cesse de se comporter de manière élastique s’appelle la limite d’élasticité. Lorsque le matériau est incapable de reprendre sa forme initiale, on dit que le matériau est plastique.

Qu’est-ce que la résistance à la traction

Supposons que vous continuez à augmenter les forces sur le matériau au-delà de la limite d’élasticité. Le matériau continue à se déformer, et finalement les forces entre les molécules deviennent incapables de contrer les forces externes et le matériau se brise. La contrainte maximale que le matériau peut supporter avant de se rompre est appelée résistance à la traction ou résistance ultime.

Lorsque vous regardez la courbe contrainte-déformation ci-dessus, la contrainte semble diminuer au fur et à mesure que le matériau s’allonge. C’est parce que les définitions de la contrainte et de la déformation utilisées pour dessiner ces diagrammes ne prennent pas en compte les changements de surface qui se produisent lorsque les forces sont appliquées sur le matériau. Au contraire, on suppose ici que la surface reste constante. Ce type de définition de la contrainte qui ne prend pas en compte les changements de surface est appelé contrainte d’ingénierie. Si la modification de la surface est prise en compte, la courbe contrainte-déformation montre que la contrainte augmente au fur et à mesure que le matériau s’allonge. La définition de la contrainte qui prend en compte le changement continu de la surface est appelée contrainte réelle.

Différence entre la limite d’élasticité et la résistance à la traction

Définition:

La limite d’élasticité est la contrainte qui fait perdre à un matériau son comportement élastique.

La résistance à la traction est la contrainte maximale qu’un matériau peut supporter avant de se rompre.

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