Test de matériau / essai de matériau
L’essai de matériau destructif ou non destructif étudie la capacité de charge mécanique d’un matériau jusqu’à la rupture ou une déformation déterminée. Les essais peuvent se dérouler dans différentes conditions environnementales.
L’essai de matériau fournit, grâce aux grandeurs du matériau, une description claire des propriétés des matériaux et rend ainsi les matériaux comparables.
Outre la réalisation d’essais de matériaux en instituts, l’essai de matériau apporte également une connaissance précieuse aux entreprises en matière de développement de nouveaux produits ou amélioration de produits existants.
Aperçu des types d’essai Essai de matériau destructif Essai de matériau non destructif
Machines d’essai pour essais de matériau statiques Machines d’essai pour essais de matériau dynamiques
Les méthodes d’essai standardisées (par ex. par l’ASTM et l’ISO) jouent un rôle central dans les essais mécaniques de matériaux et de composants et sont reconnues dans le monde entier pour garantir la qualité et la sécurité dans différents secteurs. Elles fournissent des spécifications précises pour les méthodes d’essai, les conditions d’essai et les moyens d’essai :
Méthode d’essai du test de matériau
Différentes méthodes d’essais peuvent être utilisées dans l’essai de matériau:
- Lors de l’essai (quasi) statique ou essai de matériau statique / test de matériau, une charge constante est appliquée lentement sur l’éprouvette.Les essais de matériaux statiques sont utilisés pour déterminer la résistance et le comportement en déformation d’éprouvettes et composants, qui sont soumis à des charges de traction, de compression et de flexion, mais aussi à des contraintes de cisaillement ou de torsion.Les essais de matériaux statiques sont réalisés à des vitesses d'essais plus faibles que les essais de matériaux dynamiques.
- Lors de l’essai dynamique , l’éprouvette est soumise à un choc ou à une charge (qui est appliqué périodiquement à l'éprouvette) sur une période plus longue.
- Essai de matériau cyclique/Essai de fatigue:Lors de l’essai de matériau cyclique, l'éprouvette est chargée dans des cycles de charge récurrents.Selon la machine, ces cycles de chargement (= cycles d'oscillation) pourront être appliqués de manière ondulée (traction, compression) ou alternée sous forme sinusoïdale, triangulaire, etc.
Essai de matériau destructif
Lors des essais de matériau destructifs, des éprouvettes sont prélevées de manière aléatoire dans un matériau, puis analysées afin de déterminer les contraintes mécaniques ou chimiques. L’éprouvette est détruite ou altérée (en surface). Le composant testé ou l’éprouvette de matériau ne pourra plus être utilisé par la suite.
Les essais de matériau destructifs jouent un rôle très important, notamment dans l’industrie automobile et l’ingénierie aéronautique, car la fatigue des matériaux représente un facteur de risque très élevé. Mais l’essai des matériaux et des composants est également devenu incontournable dans l’ingénierie médicale.
L’éprouvette est détruite dans la plupart des méthodes d’essais:
- Essai de traction
- Essai de compression / Essai d’écrasement
- essai de flexion
- Essai de fatigue
- Mécanique de la rupture
- Essai de choc
- Essai de chute
- Détermination de l’indice de fluidité à chaud: Mesure du MFR et MVR Plastique
- Essai de traction haute-vitesse
- Méthodes d'essais de l'emboutissage
- Essai de cisaillement
- Essai de traction biaxiale
- Essai de fatigue / Essai de fluage
Essai de matériau non-destructif
Lors des essais de matériau non destructifs END (en anglais : non-destructive testing, NDT), la qualité d’une pièce est testée sans endommager la pièce elle-même. Cela garantit une qualité suffisante du matériau pour sa transformation ultérieure ainsi que sa capacité à supporter des charges de manière sûre et durable.
Les méthodes d’essais non-destructives sont:
Exemples d’applications pour l’essai de matériau non-destructif
Composantes d’une machine pour l’essai de matériau / test de matériau
Toutes les machines destinées aux essais de matériaux sont en principe dotées de composants comparables. Tous les composants possibles sont adaptés au bâti de charge:
Électronique Mâchoires Extensomètres Capteurs de force Logiciel d’essai
Méthodes d’essai normalisées pour l’essai mécanique des matériaux
Les essais de matériaux comprennent diverses méthodes d’essai permettant de déterminer le comportement et les valeurs caractéristiques d’éprouvettes de matériaux normalisées ou de composants finis (essai de composants) sous des sollicitations mécaniques, thermiques ou chimiques. Les exigences relatives aux méthodes d’essai varient selon les secteurs et sont essentiellement définies dans les normes ISO et ASTM, mais aussi dans des normes spécifiques à certains secteurs et dans les normes d’usine des fabricants.
Vous trouverez ici un aperçu des principales méthodes d’essai normalisées dans le domaine des essais mécaniques de matériaux et de composants :
Short description | Standards |
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Hydrogène et métal | Test KIH |
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Industrie médicale | Salles blanches |
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Composites et plastique | Essai de compression (End Loading) |
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Papier et carton | Essai de flexion/qualité des rainures |
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Métal | Fatigue thermomécanique (TMF) |
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Métal | Essai de traction (température ambiante) |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage selon Erichsen et Olsen |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage en godets, essai de corne |
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Industrie médicale | Essai sur masques chirurgicaux |
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Métal | Tôle | Essai d’expansion du trou, sensibilité à la fissuration des arêtes |
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Plastique | Élastomère | Essai de traction |
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Textile | Fils, filés, fils retors | Essais de traction |
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Matériaux de construction | Verre et tuile | Essai de flexion |
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Plastique | Essai de traction |
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Plastique | Films | Essai de traction |
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Industrie médicale | Connecteur Luer/Luer-Lock - substitué par la norme ISO 80369 |
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Auto-injecteurs |
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Plastique | Tubes | Rigidité annulaire/flexibilité annulaire |
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Papier | Papier mouchoir | Résistance à l’éclatement/essai de perforation |
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Essai de compression avec chargement par cisaillement |
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Métal | Tubes | Essai de traction sur anneau |
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Métal | Tubes | Essai d’aplatissement |
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Hydrogène et métal | Défaillance des matériaux due à la fragilisation par l’hydrogène |
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Plastique | Essai de traction |
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Métal | Tubes | Essai d’évasement |
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Métal | Éprouvettes | Essai de traction |
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Hydrogène et métal | Fragilité à l’hydrogène de l’acier dans le processus de revêtement |
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Composites | Essai de compression (Combined Loading) |
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Métal | Tubes | Essai de rabattement de collerette |
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Composites | Essais de compression entaillés (OHC, FHC) |
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Métal | Tubes | Essai de dilatation des anneaux |
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Métal | Essai de traction (haute température) |
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Composites | Essai de traction |
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Composites | Essai de traction |
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Métal | Essai de traction (haute température) |
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Papier et carton | Résistance à la compression (test S) |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Norme collective pour différents essais |
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Plastique | Films | Essai de traction |
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Métal | Essai de traction (température ambiante) |
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Plastique | Essai de traction pour taux d’allongement élevés (essai de traction haute vitesse) |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Essai de fatigue tige fémorale/limite de fatigue col du fémur |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Essai de compression/traction sur têtes de prothèses modulaires |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Essai de déformation cupule acétabulaire |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Forces de désassemblage cupule acétabulaire/liner |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Résistance à la torsion tête fémorale/col fémoral |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Force de désassemblage connexion conique |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Résistance à la fatigue têtes fémorales céramiques |
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Industrie médicale | Prothèses de hanche | Essai de fatigue tiges fémorales métalliques |
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Industrie médicale | Prothèses de genou | Essai de fatigue plateau tibial |
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Métal | Essai de fatigue Low Cycle Fatigue (LCF) |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage courbe limite de formage (FLC) |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage en godets Fukui |
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Textile | Bandes, sangles, cordes, cordages | Essais de traction/essais de séparation |
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Matériaux de construction | Bois | Essais de traction et de flexion |
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Carton | Carton ondulé | Résistance au flambage |
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Papier | Papier mouchoir | Essai de traction à l’état sec |
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Industrie médicale | Implants rachidiens | Essai statique et dynamique/modèle de vertébrectomie |
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Industrie médicale | Implants dentaires | Essai de fatigue |
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Industrie médicale | Emballage | Residual Seal Force (RSF) Vial |
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Industrie médicale | Stylos à insuline et injecteurs de médicaments | Essais de l’assurance qualité |
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Métal | Dureté Rockwell |
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Métal | Dureté essai de trempe en bout (essai Jominy) |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Déformation en compression |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Dureté (technique par indentation) |
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Papier et carton | Essai de flexion (2 points) |
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Plastique | Tubes | Essai de fluage |
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Plastique | Résistance au choc Charpy |
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Métal | Essai de fatigue par indentation (Wöhler) |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage Bulge |
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Textile | Essais sur tissus textiles, tissus revêtus et géotextiles |
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Papier et carton | Essai de flexion (4 points) |
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Papier | Papier mouchoir | Essai de traction après immersion dans l’eau |
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Industrie médicale | Industrie dentaire | Résistance à la flexion céramique |
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Industrie médicale | Cathéters | Essai de traction |
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Composites | Compression after Impact (CAI) |
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Industrie médicale | Gants en caoutchouc | Essai de traction |
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Industrie médicale | Seringues préremplies | Méthode d’essai pour l’évaluation de l’intégrité et de la fonctionnalité |
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Plastique | Résistance au choc Izod |
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Métal | Dureté Vickers |
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Papier et carton | Internal Bond Test/essai de traction Z |
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Plastique | Films | Résistance à la perforation |
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Métal | Tôle | Essai d’emboutissage, essai VW |
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Textile | Produits finis | Essais de traction |
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Plastique | Résistance au choc Izod |
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Carton | Carton ondulé | Essai de gerbage et d’écrasement des boîtes |
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Plastique | Composants | Essai Dynstat |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Propriétés de traction |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Résistance à la déchirure |
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Plastique | Essai de choc-traction |
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Composites | Essais de flexion |
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Plastique | Tubes | Propriétés de traction |
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Plastique | Essai de perforation sur plateaux d’essai |
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Plastique | Essai de flexion 3 points |
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Plastique | Essai de flexion 3 points |
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Métal | Dureté Brinell |
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Métal | Essai de flexion |
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Papier | Coefficient de frottement |
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Industrie médicale | Implants rachidiens | Essais sur implants vertébraux |
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Carton | Carton ondulé | Essai de résistance à la compression sur chant (essai ECT) |
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Industrie médicale | Stents | Essai de compression radiale |
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Plastique | Films | Coefficient de frottement (COF) |
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Métal | Tôle | Valeur r |
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Industrie médicale | Seringues | Force de glissement du piston |
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Plastique | Plastique alvéolaire souple | Essai de fatigue par indentation |
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Plastique | Tubes | Propagation de fissure |
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Métal | Tôle | Valeur n |
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Plastique | Indice de fluidité à chaud (MFR, MVR) |
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Plastique | Indice de fluidité à chaud (MFR, MVR, FRR) |
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Métal | Mécanique de la rupture propagation de la fissure da/dN |
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Métal | Mécanique de la rupture intensité de contrainte critique K1C |
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Métal | Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Charpy |
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Carton | Carton ondulé | Essai de résistance à la compression à plat (essai FCT) |
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Métal | Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées Charpy et Izod |
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Métal | Rond à béton | Essai de traction, flexion et fatigue |
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Métal | Rond à béton | Essai de traction-cisaillement |
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Composites | Résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS) |
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Métal | Torons | Essai de traction et fatigue |
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Métal | Vis | Essai de traction, de la force d’essai, de choc, de dureté et de torsion |
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Métal | Écrous | Essai de la force d’essai, de dureté et d’agrandissement |
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Métal | Vis | Essai de fatigue |
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Métal | Essai de chute de poids |
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Métal | Dureté Leeb |
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Industrie médicale | Connecteur Luer/Luer-Lock |
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Plastique | Films | Coefficient de frottement (COF) |
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Métal | Dureté profondeur de durcissement de la surface (RHT), profondeur de trempe (DS) |
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Plastique | Ruban adhésif | Adhérence au pelage/Peel Test |
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Métal | Dureté profondeur de nitruration (NHT) |
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Papier | Essai de traction Zero-Span |
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Métal | Dureté profondeur de cémentation (EHT/CHD) |
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Métal | Dureté Vickers et Knoop |
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Carton | Carton ondulé | Essai de perforation |
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Plastique | Plastique alvéolaire rigide | Essai de compression |
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Composites | Résistance des assemblages collés (Lap Shear Test) |
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Industrie médicale | Plaques d’ostéosynthèse | Résistance à la flexion |
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Plastique | Température de fléchissement sous charge HDT, température de ramollissement Vicat VST |
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Papier et carton | Résistance à la compression/essai à serrage court (essai SCT) |
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Carton | Essai d’éclatement sur carton ondulé lourd |
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Composites | Essai de cisaillement (In Plane Shear Test) |
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Industrie médicale | Vis à os | Propriétés mécaniques |
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Industrie médicale | Canules et aiguilles | Résistance à la rupture |
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Plastique | Tubes | Température de ramollissement Vicat |
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Papier et carton | Essai d’écrasement de l’anneau (essai RCT) |
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Carton | Carton à plier | Pliages d’essais |
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Composites | Essais de cisaillement avec entaille en V (Iosipescu & V-Notched Rail) |
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Papier | Résistance à la compression à plat/Corrugated Medium Test (essai CMT) |
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Composites | Taux de libération d’énergie G |
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Essais de dureté Plastique |
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Plastique | Tubes | Essais de choc |
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Essai de dureté Shore Plastique & Élastomère |
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Papier et carton | Essai d’éclatement |
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Plastique | Essais de fluage |
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Papier et carton | Essai de traction à l’état sec |
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Papier et carton | Essai de traction après immersion dans l’eau |
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Produits pour l’essai de matériau statique
Le groupe ZwickRoell est un fournisseur/fabricant mondialement reconnu de machines d’essai pour l’essai de matériau statique ; ces machines d’essai sont spécialement conçues pour les essais de traction, essais de compression, essais de flexion, cisaillement et torsion.
Nos machines d’essai des matériaux statiques s’adaptent à tous les domaines d’application tant pour les demandes dans le contrôle qualité que pour les projets de recherche ; les machines d’essai ZwickRoell sont conçues pour les demandes plus exigeantes des essais de matériaux et essais de composants.
Produits pour l’essai de matériau dynamique
Le Groupe ZwickRoell conçoit avec succès, depuis plusieurs dizaines d'années, des solutions pour l’essai de matériau dynamique. En travaillant en partenariat avec nos clients, nos experts garantissent des solutions adaptées à tous les secteurs d'activités.