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Stress de preuve

1920
Essai de traction de l'acier à haute résistance pour déterminer la contrainte d'épreuve dans la science des matériaux.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Pour les matériaux qui n'ont pas de point de rendement Dans le cas d'un matériau dont la courbe de contrainte et de déformation se situe à un niveau élevé, comme l'aluminium ou l'acier à haute résistance, la "contrainte d'épreuve" est l'équivalent en termes d'ingénierie. Elle est définie comme la stresser nécessaire pour produire une petite quantité spécifiée de déformation permanente (plastique), typiquement 0,2% de la longueur originale de la jauge. Cette valeur, [latex]\sigma_{0,2}[/latex], est utilisée dans les calculs de conception comme limite élastique pratique du matériau.

De nombreux matériaux techniques, en particulier les métaux ductiles tels que les alliages d'aluminium, les alliages de cuivre et certains types d'acier, ne présentent pas le comportement de déformation nette et soudaine que l'on observe dans l'acier doux. Leur courbe contrainte-déformation passe progressivement d'un comportement élastique à un comportement plastique. À des fins de conception et de sécurité, les ingénieurs ont besoin d'un point cohérent pour définir le début de la déformation permanente. C'est là que la contrainte d'épreuve, également connue sous le nom d'offset limite d'élasticitédevient cruciale. Pour la déterminer, on effectue un essai de traction en traçant la contrainte en fonction de la déformation. Une ligne est tracée sur ce graphique parallèlement à la partie linéaire initiale (élastique) de la courbe, mais décalée par rapport à l'origine d'une valeur de déformation spécifiée, le plus souvent 0,2% (ou 0,002 de déformation). La contrainte à laquelle cette ligne de décalage coupe la courbe contrainte-déformation est définie comme la contrainte d'épreuve de 0,2% ([latex]\sigma_{0,2}[/latex]).

Cette valeur est une mesure pratique et reproductible de la limite élastique du matériau. Elle signifie que si le matériau est chargé à ce niveau de contrainte puis déchargé, il aura subi une déformation permanente de 0,2%. Bien qu'une certaine déformation plastique se soit produite, elle est considérée comme suffisamment faible pour être acceptable pour de nombreuses applications structurelles. Cette convention permet aux ingénieurs de concevoir des composants utilisant des matériaux sans limite d'élasticité avec les mêmes principes de sécurité et de fiabilité que ceux qui en ont une, en veillant à ce que les structures ne se déforment pas de manière permanente sous leurs charges de conception.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Science des matériaux

Taper

Propriété matérielle

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • loi d'élasticité de hooke
  • développement de la machine d'essai de traction
  • le concept de stress et de tension
  • la nécessité de caractériser les propriétés mécaniques des nouveaux alliages développés à la fin du XIXe et au début du XXe siècle

Applications

  • spécification des matériaux pour les alliages aérospatiaux
  • conception de composants automobiles
  • calculs d'ingénierie structurelle pour les bâtiments et les ponts
  • contrôle de la qualité dans la production de métaux
  • élément fini analyse (fea) modèles de matériaux

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • extensomètres automatisés pour une mesure précise de la contrainte d'épreuve
  • corrélation d'images numériques (dic) pour cartographier les champs de contrainte et déterminer la limite d'élasticité sans contact
  • développement de nouveaux alliages avec des caractéristiques de limite d'élasticité adaptées
  • acoustique emission techniques to detect the onset of dislocation movement corresponding to proof stress
  • in-situ proof stress measurement during fabrication additive processus
  • techniques de nanoindentation pour estimer la limite d'élasticité à l'échelle microscopique
  • modèles d'apprentissage automatique pour prédire la limite d'élasticité à partir de la composition des matériaux et de l'historique de traitement
  • normalisation de la limite d'élasticité des matériaux composites
  • logiciel d'analyse automatisée des données d'essais de traction pour calculer la limite d'élasticité
  • appareils portables pour l'estimation de la contrainte d'épreuve sur site
Lié à : la limite d'élasticité, la limite d'élasticité décalée, la courbe contrainte-déformation, la déformation plastique, la limite élastique, les essais de traction, la science des matériaux, ductilité, 0.2% offset, yield point.

Contexte historique

Stress de preuve

1910
1910
1920
1920
1920
1922
1925-01-01
1910
1910
1920
1920
1920
1922
1924
1927

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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