La fatigue des matériaux est le processus par lequel un matériau subit une dégradation progressive sous l’effet de chargements cycliques répétés, même lorsque les niveaux de contrainte sont inférieurs à sa résistance statique. vue d’ensemble rapide :
La fatigue des matériaux provient de plusieurs facteurs, le plus important étant l’exposition répétée à des cycles de charge. Principales causes de rupture par fatigue des matériaux :
Qu’il s’agisse d’améliorer les performances, de réduire le poids ou d’optimiser un procédé de fabrication, augmenter l’efficacité ou la durabilité d’un produit commence par la sélection des matériaux appropriés.
Des données de conception pour l’analyse de fatigue FEA jusqu’à l’assurance cohérente de la qualité des matériaux, le centre HBK Advanced Materials Characterization & Test (AMCT) propose une large gamme de services pour évaluer ces paramètres et renforcer la confiance dans votre conception.
Le choix du matériau joue un rôle essentiel dans de nombreux secteurs industriels, les fabricants cherchant à réduire le poids et le coût des véhicules, machines, constructions, équipements ou biens de consommation.
Dans le domaine de l’intégrité structurelle, les caractéristiques mécaniques de nouveaux composants matériaux, tels que métaux, alliages, béton, polymères, céramiques, plastiques structurels moulés ou composites avancés, sont essentielles pour atteindre un niveau optimal de sécurité, de durabilité, de flexibilité, de rapport résistance-poids, de performance, de fiabilité et de rentabilité.
Les scientifiques et ingénieurs impliqués dans la conception, la simulation et les essais de produits s’appuient sur des propriétés matériaux telles que la contrainte, la déformation, le module de traction et le coefficient de Poisson. Des données précises sur les propriétés des matériaux permettent d’éviter les défaillances sur le terrain et d’anticiper les problèmes avant qu’ils ne surviennent.
Ainsi, la caractérisation des propriétés des matériaux est une étape critique pour évaluer leur comportement sous un large éventail de contraintes mécaniques. Elle est le plus souvent effectuée à l’aide de moyens d’essai répondant aux exigences des différentesnormes ISO et ASTM. Cependant, intégrer des capteurs supplémentaires est fortement conseillé : cela permet d’affiner l’analyse et d’obtenir une vision beaucoup plus précise des caractéristiques structurelles.
Les essais matériaux consistent à déterminer les propriétés ou caractéristiques dans les domaines mécaniques, thermiques, électriques, de corrosion, de radiation et de dégradation biologique.
Les méthodes d’essais mécaniques peuvent être divisées en essais destructifs et essais non destructifs :
Une autre classification des procédures d’essai repose sur le type de charge :
Dans un essai de traction, l’échantillon est soumis à une extension jusqu’à la rupture. Sur la base des caractéristiques du matériau, vous obtenez une compréhension réelle de son comportement et de la quantité d’énergie qu’il peut absorber, ce qui permet de prédire les performances du produit dans son application réelle. Certains tests doivent parfois être effectués dans des chambres climatiques ou environnementales.
Dans les essais matériaux, des données capteurs extrêmement précises permettent d’obtenir une vision plus claire et plus détaillée des propriétés des matériaux et d’accéder à des données d’essai encore plus approfondies. L’intégration de QuantumX permet de superposer des sources de données capteurs supplémentaires et de fournir des résultats précis et fiables.
L’intégration d’une chaîne de mesure HBK dans des systèmes d’essais matériaux tels que MTS, Instron ou ZwickRoell est simple. L’unité peut être intégrée directement :
Une installation en parallèle permet de collecter les données capteurs même lorsque la machine d’essai matériaux est en cours de fonctionnement. Il est possible d’effectuer des mesures à divers emplacements de l’éprouvette et sur tout type de matériau. Vous obtenez des données précises sur le comportement du matériau en fonction des charges, des déformations, de la température, et de tout autre paramètre que vous souhaitez mesurer.
Vous voulez un exemple concret ? Zwick Roell a intégré QuantumX et catman à son système d’essais. En savoir plus
HBK offre également des services d’essais matériaux, délivrant des paramètres matériaux entièrement caractérisés et interprétés, directement exploitables dans les analyses mécaniques par éléments finis (FEA) ou dans les analyses de fatigue CAE avec nCode DesignLife.
Lors de l’étalonnage d’une machine d’essai des matériaux, les points de référence du système de mesure sont comparés à un capteur de référence, lui‑même étalonné selon un laboratoire accrédité et traçable aux standards internationaux. De nombreux fabricants de machines d’essais matériaux dans le monde étalonnent leurs capteurs et leurs machines en production et en service à l’aide de la chaîne de mesure de référence HBK.
Les DMP41 et MGCplus sont largement utilisés dans les laboratoires de métrologie du monde entier, y compris au PTB, au NIST et dans de nombreux autres instituts nationaux de référence. Le QuantumX MX238B est l’outil portable idéal pour les services d’étalonnage sur site. Tous les appareils HBK peuvent être rattachés à la traçabilité DAkkS via notre laboratoire accrédité de Darmstadt, en Allemagne, garantissant que vos services d’étalonnage sont réalisés avec précision et efficacité, avec des résultats traçables. Qu’il s’agisse de machines d’essais matériaux statiques ou dynamiques, HBK fournit la solution de mesure adaptée.
Grâce à la reconnaissance mutuelle des organismes nationaux d’accréditation, nous assurons la validité mondiale de votre certificat d’étalonnage et de vos résultats de mesure. Les procédures d’étalonnage sont établies conformément à des normes internationalement reconnues.
L’instrument peut aussi être étalonné. Cela garantit au final l’exactitude complète de l’instrument et établit la traçabilité des résultats de mesure. Des normes reconnues internationalement ont été développées pour l’étalonnage de la vitesse et du déplacement de la traverse (ASTM E2658 et E2309), de la déformation et du taux de charge (ASTM E2309), ainsi que pour la mesure de traction, de compression (ASTM E4), du couple (ASTM E2624) et de la force dynamique (ASTM E467).
Au final, HBK met à disposition l’outillage complet permettant de réaliser divers services d’étalonnage et de maintenance avec une efficacité élevée et une traçabilité totale.
Qu’il s’agisse d’améliorer les performances, de réduire le poids ou d’optimiser un procédé de fabrication, augmenter l’efficacité ou la durabilité d’un produit commence par la sélection des matériaux appropriés. Qu’il s’agisse d’un alliage nouvellement développé ou d’un composite, seule une compréhension approfondie de ses paramètres matériaux clés permettra d’alimenter les simulations ou de construire des prototypes. Du support aux analyses de fatigue FEA à l’assurance d’une qualité matériau constante, HBK Advanced Materials Characterization & Test facility (AMCT) offre de nombreux services pour évaluer les paramètres critiques et renforcer la confiance dans vos conceptions.
Dans les essais de matériaux, la précision des données capteurs renforce l’analyse et la compréhension des propriétés du matériau. L’intégration de QuantumX permet d’ajouter et de corréler des sources de données capteurs supplémentaires, aboutissant à des résultats d’une grande précision et fiabilité.
La chaîne de mesure HBK peut être intégrée dans des systèmes tels que MTS, Instron ou ZwickRoell :
Une installation en parallèle permet d’acquérir des données capteurs en temps réel durant les essais, donnant un aperçu précis du comportement du matériau sous diverses conditions de sollicitation.
Les jauges de contrainte sont des éléments clés pour mesurer la fatigue et tester les matériaux afin de concevoir des produits plus sûrs et plus performants. Qu’il s’agisse d’essais de durabilité structurelle, de surveillance de l’intégrité structurelle ou de la fabrication de capteurs OEM, les jauges de contrainte optiques et électriques HBK constituent le premier choix.
