Machines d’essais de traction
Un appareil ou une machine d’essais de traction est utilisé pour déterminer la résistance et le comportement à la déformation d'un matériau jusqu'à la rupture. Le choix de la machine d’essais de traction appropriée dépend du matériau que vous souhaitez tester et de la norme à laquelle vous devez vous conformer.
Qu’est-ce qu’une machine d’essais de traction Types de machines d’essais de traction Vidéo: zwickiLine Composants typiques Essai de traction automatisé Qu’est-ce qu’un essai de traction? Exemples d’applications Normes Choix de l’appareil adapté
Informations détaillées sur l’essai de traction:
Généralités ISO 527 ASTM D638 ISO 6892 ISO 6892-2 ASTM E8 ASTM E21
Qu’est-ce qu’une machine d’essais de traction?
Une machine d’essais de traction, également appelée appareil d’essais de traction ou machine d’essais universelle est un système d'essais électromécanique qui exerce une force de traction sur un matériau afin de déterminer sa résistance à la tractionet son comportement à la déformation jusqu’à la rupture.
Une machine d’essais de traction typique se compose d’un capteur de force, d’une traverse, d’un extensomètre(capteur de déformation), de mâchoires, d’un électronique et d’un système d’entraînement. Elle est commandée par un logiciel d'essai qui permet de définir les paramètres de la machine et réglages de sécurité; le logiciel permet également d'enregistrer les paramètres d'essai de normes d'essai telles que ASTM et ISO. La force exercée sur la machine et la déformation de l'éprouvette sont enregistrées tout au long de l'essai. La mesure de la force nécessaire pour étirer ou allonger un matériau jusqu'à une déformation permanente ou une rupture aide les concepteurs et fabricants à prédire comment les matériaux se comporteront lorsqu'ils seront utilisés aux fins prévues.
Les machines d’essais de traction ZwickRoell, incluant la zwickiLine, ProLine, AllroundLine et la série E (machine d’essais de traction pour hautes capacités à partir de 330 kN), sont spécialement conçues pour répondre aux exigences des clients en termes de capacité d'essai, de types de matériaux, d'applications et de normes industrielles telles que l’ASTM E8 pour les matériaux métalliques, ASTM D638 pour les plastiques, ASTM D412 pour les élastomères et bien d’autres matériaux. Outre la sécurité et fiabilité de l'ensemble du système, ZwickRoell accorde, lors du développement de chaque machine d'essai universelle, une importance particulière aux points suivants:
- Un haut niveau de flexibilité grâce à une utilisation conviviale
- Des adaptations aisées aux exigences spécifiques des clients et normes
- Des investissements à long terme capables d’évoluer en fonction de vos besoins
Vidéo: machine d’essais de traction zwickiLine
machine d’essais universelle zwickiLine pour petites capacités jusqu’à 5 kN
- Montage sur table et transport aisé
- Puissante, flexible et économique
- Les applications typiques sont les essais de traction pour le suivi de production, le contrôle de l’entrée des marchandises, l'assurance qualité ainsi que la démonstration et l'enseignement en université ou institution académique.
Quels sont les composants typiques d’une machine d’essais de traction?
- CAPTEUR DE FORCE (1)
Le capteur de force convertit la force de traction en un signal électrique qui peut être mesuré. Les capteurs de force ZwickRoell garantissent, outre une qualité de produit élevée, une compatibilité sans faille avec tous les composants de nos machines. - EXTENSOMETRE (2)
Un extensomètre est un appareil de mesure de la contrainte qui mesure l’allongement d'une éprouvette, également connu sous le nom de mesure de la déformation La plupart des normes d'essais de traction, telles que l'ASTM et l'ISO, exigent une mesure de la déformation. - MÂCHOIRES (3)
Les mâchoires forment le lien mécanique entre l’éprouvette et la machine d’essais de traction. Leur fonction est de transmettre le mouvement de la traverse à l'éprouvette et de transférer la force d'essais générée dans l'éprouvette au capteur de force. - TRAVERSE MOBILE (4)
La traverse mobile est essentiellement une traverse pilotée, de manière à permettre son déplacement vers le haut ou vers le bas Lors d'un essai de traction, la vitesse traverse de la machine d'essais est directement liée au taux d'allongement dans une éprouvette.. - ELECTRONIQUE (5)
L’électronique contrôle les parties mobiles de la machine d’essais de traction. La vitesse traverse et donc le taux de charge peuvent être contrôlés par un microprocesseur dans le servo-régulateur (moteur, dispositif de rétroaction et régulateur). - LOGICIEL (7)
Notre logiciel d’essais est une solution particulièrement conviviale, pilotée par un assistant et basée sur Windows, qui permet aux utilisateurs de configurer le système d’essais, de réaliser des essais et d'afficher les résultats. - SYSTEME D’ENTRAÎNEMENT (6)
Le système d'entraînement alim ente le moteur de la machine d'essais de traction en courant de puissance et de fréquence variables, contrôlant ainsi indirectement la vitesse et le couple du moteur.
Tous les composants d'une machine d'essais de traction ZwickRoell sont conçus pour fonctionner ensemble.
Essai de traction robotisé
Pour les essais de traction automatisés, la machine d'essais est complétée d’un système d'essais robotisé, qui prélève l’éprouvette dans un magasin et la place dans les mâchoires de la machine. Un lecteur de code 2D, un mesureur section ou, selon l'essai, un duromètre ou un rugosimètre, pourront de plus être reliés. L'élimination des résidus d’éprouvette est également prise en charge par le système d'essais de traction automatique.
Les avantages des systèmes d'essais robotisés s'appliquent tant aux grandes qu'aux petites séries d'essais:
- Jusqu'à présent, l’essai de traction automatisé était principalement utilisé par les laboratoires qui traitaient de grands volumes d’éprouvettes. Le système d'essais de traction entièrement automatisé est opérationnel 24 heures sur 24, sans opérateur, pendant les équipes de nuit et le week-end, avec une efficacité élevée et constante.
- Un système d'essais de traction automatisé est rentable pour les petites séries d'essais à partir de 10 éprouvettes environ. L'utilisation d'un système d'essais de traction robotisé permet de libérer le personnel de laboratoire qualifié pour des tâches plus exigeantes.
L'essai de traction entièrement automatisé évite, de plus, l’influence de l'utilisateur (chaleur de la main ou serrage oblique de l'éprouvette) sur le montage d'essais et l'éprouvette. Il en résulte un haut degré de précision et de reproductibilité, ce qui améliore considérablement la qualité des résultats d'essais.
ZwickRoell est leader mondial dans le domaine des essais de matériaux et offre un haut niveau d'expertise dans le domaine des essais de traction automatisés. Plus de 600 systèmes d'essais automatisés ZwickRoell ont déjà été livrés dans le monde entier et nous continuons à installer une quarantaine de système par an. Nous sommes fiers de notre capacité à trouver la solution d'essais adaptée aux besoins individuels de chaque client et à proposer des solutions sur mesure, soutenues par des partenariats de service et de support à long terme.
Vous souhaitez en savoir plus sur la solution d’essai de traction robotisée adaptée à vos demande d’essais? N'hésitez pas à contacter notre équipe.
Qu’est-ce qu’un essai de traction?
Un essai de tractionest une méthode d'essai qui permet de déterminer comment réagit un matériau à une force (de traction) appliquée. Les propriétés, directement mesurées lors de la réalisation d'un essai de traction sont la résistance à la traction, la déformation maximale et la striction à la rupture. Ces mesures permettent également de déterminer les caractéristiques suivantes: Module de Young, déformation (coefficient de Poisson), limite d'élasticité et écrouissage.
- Résistance à la traction - La contrainte mécanique maximale de traction supportée par un matériau avant la rupture
- Allongement maximal - L’allongement maximal subi par un matériau avant la défaillance
- Striction à la rupture - Comparaison de l'aire de section initiale d'une éprouvette et de la plus petite aire de section d’une même éprouvette après une rupture complète. Cela sert à déterminer dans quelle mesure un matériau se déforme lorsqu'il est soumis à une charge de traction.
- Module de Young - Essentiellement, la rigidité d’un matériau. En d'autres termes, cette valeur fournit des informations sur la facilité avec laquelle un matériau peut être plié ou étiré:
- Module de Young = Contrainte/allongement
- Contrainte = Force/plage de section
- Allongement = Variation de longueur/longueur initiale
- Coefficient de Poisson – Le rapport entre la variation de largeur et la variation de longueur dans la direction de la force d'étirement.
- Limite d'élasticité – La contrainte de traction maximale qu'un matériau élastique peut supporter avant de se déformer de manière permanente.
- Propriétés de l'écrouissage - L'écrouissage (strain hardening) se produit lorsqu'un matériau est étiré au-delà de sa limite d'élasticité. L'écrouissage augmente la résistance mécanique et la dureté, mais réduit la déformabilité. Ces informations sont utilisées par les fabricants pour déterminer le matériau qui répond à leurs exigences en matière de déformabilité tout en présentant la résistance la plus élevée possible.
Les données obtenues lors d'un essai de traction peuvent être enregistrées dans un diagramme afin de créer une courbe de contrainte-déformation.
Le diagramme de contrainte/déformation montre une courbe avec un durcissement élevé (1), puis avec un durcissement très faible (2) après la limite d'élasticité.
Les fabricants de tous les secteurs industriels, du plastique et des matériaux composites à l’industrie automobile, alimentaire et des boissons en passant par les industries médicales et pharmaceutiques très réglementées, utilisent des appareils d'essais de traction pour effectuer les essais standard de leur industrie, afin de mesurer avec précision les grandeurs caractéristiques de leurs matériaux, d'assurer la conformité aux normes et, au final, de pouvoir garantir la qualité et sécurité de leurs produits.
Exemples d’application pour l’essai de traction:
- Emballages en plastique - Une force de traction est appliquée à un éprouvette de plastique pour permettre aux fabricants de déterminer les propriétés de protection du plastique lorsque celui-ci est soumis à des forces de traction, telles que celles rencontrées lors des opérations d'expédition.
- Ronds à béton - Les essais de traction sur éprouvettes métalliques servent à déterminer diverses propriétés mécaniques, telles que la limite d'élasticité, résistance à la traction, l'allongement et la striction à la rupture, afin de permettre aux fabricants de répondre aux spécifications de qualité et de performance prescrites, mais aussi de se conformer aux normes industrielles de mise sur le marché.
- Joints caoutchouc utilisés dans les pneus - L’allongement et la résistance à la traction du caoutchouc des pneus sont testés à des fins de Contrôle Qualité afin d'éviter les dommages aux pneus tels que le décollement de la bande de roulement ou encore l'éclatement des pneus.
Normes générales pour l’essai de résistance à la traction
L'ASTM et l'ISO sont deux normes courantes des essais de matériaux. Voici quelques-unes des normes les plus courantes pour les essais de résistance à la traction:
- Matériaux métalliques - ASTM E8 / ASTM E21 / ISO 6892-1 / ISO 6892-2
- Plastique - ASTM D638 / ISO 527-2
- Caoutchouc et élastomère - ASTM D412 / ISO 37
- Composites renforcés de fibres (composites) - ASTM D3039 / ISO 527-4/-5
À quoi dois-je faire attention lors du choix d’une machine d’essais de traction?
Outre la qualité, la fiabilité des résultats d'essais, le coût et l'application, de nombreux autres facteurs sont à prendre en compte lors du choix de votre appareil:
- La flexibilité - La possibilité de tester une large gamme de matériaux dans une grande plage de charges, l'intégration et le changement aisé d’accessoires spécialement conçus pour des normes industrielles, les types de matériaux et applications, la possibilité d'utiliser la machine avec ou sans PC et une grande modularité mécanique qui permet d'étendre et de personnaliser votre machine grâce à un large choix d’outillages d’essais et mâchoires, sont autant d’atouts qui contribuent à la flexibilité globale de votre machine d’essais.
- Sécurité - La sécurité de votre machine d'essais de traction est essentielle et s'étend de la mise en place de dispositifs de sécurité physiques tels que les portes de protection extérieures, les carénages de sécurité, les verrouillages de sécurité et interrupteurs de limite de fin de course à la surveillance du système logiciel et la gestion des utilisateurs. ZwickRoell accorde la plus grande importance à la sécurité de l'opérateur et de la machine lors de la conception de ses systèmes d'essais.
- Convivialité - La clé réside dans le choix d'un système d'essais exigeant, tant du point de vue de la conception que de l'utilisation, tout en permettant aux opérateurs d'installer aisément les dispositifs d'essai, de définir les configurations d'essais, de mettre en œuvre les programmes d'essais, de réaliser les essais et d'analyser les résultats.
- Adaptabilité - Les développements du marché et les exigences des normes sont en constante évolution. Lorsque vous choisissez une machine d'essais de traction, vous devez vous assurer que votre appareil sera en mesure de s'adapter à ces changements - des accessoires et dispositifs à l'électronique et aux programmes logiciels.
- Logiciel - Le logiciel d'essais doit faciliter le processus d'essai pour l'opérateur et garantir des configurations d'essais uniformes et conformes aux normes. Notre logiciel d'essais a été développé en tenant compte de l'utilisateur et du flux de travail dans le laboratoire.
- Bibliothèque de normes - Notre logiciel d'essais comprend plus de 600 Programmes d'essais Standard parmi lesquels vous pourrez choisir le programme adapté à votre application, ce qui simplifie la mise en œuvre et la configuration de l'essai tout en réduisant le risque d'erreur. Pour les essais qui vont au-delà de la norme ou si vous souhaitez configurer librement le déroulement d'essais de votre machine, notre logiciel propose de plus une large choix de Programmes d’essais Maîtres prédéfinis.
- Assistant intelligent - un assistant intelligent guide l'utilisateur à travers la configuration de l’essai. La vraisemblance des données est vérifiée automatiquement.
- Exploitation des données - Qu'ils soient simples ou personnalisés, nos logiciels vous permettent de définir, de manière quasi illimitées, les options d'enregistrement, d'exportation et d'impression de vos rapports.
- Automatisation - Le recours à l'automatisation dans les essais de matériaux est de plus en plus fréquent, d'autant que les moindres perturbations peuvent modifier les valeurs mesurées. ZwickRoell propose de nombreuses possibilités d’automatisation de l’essai de matériau. Les systèmes d’essais s’étendent de l'automatisation efficace de petites séries d'essais, à l’aide de plusieurs robots de laboratoire, à des laboratoires d’essais entièrement automatisés qui fonctionnent 24 heures sur 24.
- Service et support technique - ZwickRoell propose des services sur mesure et une assistance personnalisés tout au long du cycle de vie de ses machines d'essais. Nous proposons des prestations d’étalonnage, des programmes d’inspection de maintenance préventive, des formations, des déménagements de machines, des prestations de qualification, une hotline et un suivi de la clientèle ainsi qu'une disponibilité des pièces de rechange pendant 10 ans au moins après l'arrêt de fabrication d’un produit.
- Stabilité de l’entreprise - Les origines de ZwickRoell remontent à plus de 160 ans. Nous sommes fiers de disposer d’une base solide de 187 experts produits et secteurs d’activité, de 347 Ingénieurs Service et de 80 000 000 d'essais réalisés chaque année sur nos machines.
Questions fréquemment posées
Une machine d’essai de traction, également appelée appareil d’essai de traction ou machine d’essai universelle est un système d'essai électromécanique qui exerce une force de traction sur un matériau afin de déterminer sa résistance à la traction et son comportement à la déformation jusqu’à la rupture.
Les équipements utilisés pour tester la résistance à la traction sont des machine d'essai de traction (appareil d'essai de traction) ou machine d'essai universelle ou encore machine d'essai des matériaux. Ce système d'essai électromécanique applique une force et un allongement contrôlés à un matériau et mesure la force requise pour étirer ou allonger un matériau jusqu'à une déformation permanente ou une rupture.
L’éprouvette est tout d’abord contrainte dans les mâchoires de la machine d’essai universelle. Puis, l’éprouvette est étirée uniformément jusqu’à ce qu’elle casse. La déformation et la force de traction sont mesurées, enregistrées et évaluées pendant toute la durée de l’essai.
