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Concept
Caractérisation d'un matériau
Résumé
vignette
La caractérisation d'un matériau consiste à en analyser les propriétés. Elle s'effectue par des essais pouvant être normalisés, qui sont de plusieurs classes : mécaniques, physiques, chimiques et physico-chimiques. Ceux-ci mettent en œuvre des principes physiques de mécanique, thermodynamique, interactions rayonnement-matière
Essai mécanique
vignette|Poutre en matériau composite sur une machine de traction pour un test de flexion trois points.
Les essais mécaniques sont couramment utilisés en production car ils permettent d’obtenir rapidement des données sur les matériaux au moyen d'appareils de mesure relativement simples.
Les essais mécaniques les plus classiques, communs à la plupart des matériaux, comprennent :
les essais de résistance des matériaux :
traction : on sollicite une éprouvette en traction uniaxiale jusqu'à la rupture pour en déterminer des caractéristiques mécaniques telles que le module de Young E, l'allongement à la rupture A%, la limite d'élasticité R ou σ et la résistance à la traction R. Voir aussi Dynamomètre,
compression,
flexion,
torsion,
dureté : on applique sur une éprouvette un pénétrateur sous une certaine charge F. Il existe plusieurs essais selon le type de dureté évaluée (Meyer, Brinell, Rockwell, Vickers et Shore). Voir aussi Échelle de Mohs ;
les essais de fatigue : on fait subir un nombre important de cycles à des éprouvettes, ce qui permet de déterminer pour la géométrie choisie :
limite d'endurance,
courbe de Wöhler,
vitesses de propagation de fissure ;
les essais cycliques (analyse mécanique dynamique) : on sollicite par exemple la matière en traction-compression à une fréquence donnée. Grâce à une modélisation du diagramme contrainte-déformation, on obtient le module de Young complexe, le facteur d'amortissement et, dans certains cas, le coefficient de Poisson ν. Cela est particulièrement nécessaire pour l'étude des polymères (soumis au vieillissement) et de leur état (vitreux, caoutchouteux ou amorphe) ;
les essais de mécanique de la rupture :
résilience : on rompt une éprouvette entaillée en U ou en V en son milieu à l'aide d'un mouton-pendule Charpy,
ténacité ;
les essais étudiant la vitesse de déformation (fluage, relaxation, rhéologie).
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