le test de compression est une expérience réalisée en comprimant progressivement un échantillon de matériau, par exemple du béton, du bois ou de la pierre, dit tube à essai et observer la déformation produite par la contrainte ou la charge de compression appliquée.
Une contrainte de compression est produite par deux forces appliquées aux extrémités d'un corps afin de réduire sa longueur lors de sa compression..
En même temps, sa section transversale s'élargit, comme on peut le voir sur la figure 1. Au fur et à mesure que des contraintes de plus en plus grandes sont appliquées, les propriétés mécaniques du matériau deviennent apparentes..
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Pour appliquer la contrainte de compression, l'échantillon, de préférence sous la forme d'un cylindre de section circulaire, est placé dans une machine, dite machine d'essai universelle, qui comprime progressivement l'échantillon selon des incréments de pression préalablement établis.
Les points de la courbe de contrainte (en newton / mdeux) en fonction de la déformation ε sont représentés graphiquement au fur et à mesure de leur génération. La contrainte est le rapport entre la force appliquée et la section transversale, tandis que la contrainte est le quotient entre le raccourcissement ΔL et la longueur d'origine de l'éprouvette Lou alors:
ε = ΔL / Lou alors
De l'analyse du graphe, les propriétés mécaniques du matériau sous compression sont déduites.
Au fur et à mesure que l'expérience progresse, l'échantillon se raccourcit et s'élargit, comme le montre la figure 1, ou il se tord ou se plie également, en fonction de la longueur initiale de l'échantillon. L'expérience se termine lorsqu'une défaillance ou une fracture se produit dans l'échantillon.
A partir du test de compression, les propriétés mécaniques du matériau sont obtenues avant compression, par exemple le module d'élasticité et la résistance à la compression, très important dans les matériaux utilisés dans la construction.
Si le matériau à tester est fragile, il finira par se fracturer, de sorte que la résistance ultime est facilement trouvée. Dans ce cas, la charge critique, le type de rupture présenté par le matériau et la forme de la fracture sont notés..
Mais si le matériau n'est pas cassant mais ductile, cette résistance ultime ne va pas se manifester facilement, donc le test ne se prolonge pas indéfiniment, car à mesure que la contrainte augmente, l'état de contrainte interne de l'éprouvette s'arrête d'être uniforme. À ce stade, la validité du test est perdue.
Pour que les résultats soient fiables, il est nécessaire que les fibres internes du matériau restent parallèles, mais le frottement interne provoque la flexion des fibres et l'homogénéité de la tension..
La première chose à faire est de considérer la taille initiale de l'échantillon avant de commencer le test. Les tubes à essai plus courts, appelés éprouvette de compression, ont tendance à prendre la forme d'un tonneau, tandis que les tubes à essai plus longs, appelés spécimens de colonne, ils renflent.
Il existe un critère appelé raison de l'élancement, qui est le quotient entre la longueur initiale Lou alors et le rayon de giration Rg:
r = Lou alors / Rg
Tourner Rg = √ (I / A) Où I est le moment d'inertie et A est l'aire de la section transversale.
Si le rapport d'élancement est inférieur à 40, il fonctionne comme une éprouvette de compression, et s'il est supérieur à 60, il fonctionne comme une colonne. Entre 40 et 60, l'échantillon aurait un comportement intermédiaire qu'il est préférable d'éviter, travaillant avec des rapports inférieurs à 40 ou supérieurs à 60.
Le test de compression est analogue au test de traction ou de traction, mais au lieu d'étirer l'éprouvette à la rupture, c'est la résistance à la compression qui est testée cette fois..
Le comportement du matériau a tendance à différer en compression et en traction, et une autre différence importante est que les forces dans l'essai de compression sont plus importantes que dans l'essai de traction..
Dans un essai de compression, par exemple sur un échantillon d'aluminium, la courbe contrainte-déformation est ascendante, tandis que dans l'essai de traction, elle monte puis diminue. Chaque matériau a sa propre courbe de comportement.
En compression, la contrainte est considérée comme négative par convention, ainsi que la déformation produite, qui est la différence entre la longueur finale et initiale. Pour cette raison, une courbe contrainte-déformation serait dans le troisième quadrant du plan, cependant le graphique est amené au premier quadrant sans problème.
En général, il existe deux zones bien différenciées: la zone de déformation élastique et la zone de déformation plastique..
C'est la région linéaire de la figure, dans laquelle la contrainte et la déformation sont proportionnelles, la constante de proportionnalité étant module d'élasticité du matériau, noté Y:
σ = Y. ε
Puisque ε est la déformation ΔL / Lou alors, n'a pas de dimensions et les unités de Y sont les mêmes que celles d'effort.
Lorsque le matériau travaille dans cette zone, si la charge est supprimée, les dimensions de l'éprouvette reviennent à celles d'origine.
Il comprend la partie non linéaire de la courbe de la figure 5, bien que la charge soit supprimée, l'éprouvette ne retrouve pas ses dimensions d'origine, étant déformée en permanence. Deux régions importantes se distinguent dans le comportement plastique du matériau:
-Rendement: la déformation augmente sans augmenter la charge appliquée.
-Déformation: si la charge continue d'augmenter, l'éprouvette finit par se rompre.
La figure montre la réponse du béton à un test de compression (troisième quadrant) et à un test de traction (premier quadrant). C'est un matériau avec une réponse en compression différente de celle de la tension..
La plage de réponse élastique linéaire du béton à la compression est plus grande qu'à la traction, et à partir de l'extension de la courbe, on voit que le béton est beaucoup plus résistant à la compression. La valeur de rupture du béton avant compression est de 20 × 106 N / mdeux.
Pour cette raison, le béton convient à la construction de colonnes verticales qui doivent résister à la compression, mais pas aux poutres. Le béton peut être renforcé par des tiges d'acier ou un treillis métallique maintenu sous tension pendant que le béton sèche.
C'est un autre matériau avec un bon comportement en compression (courbe AC dans le troisième quadrant), mais fragile lorsqu'il est soumis à une tension (courbe AB dans le premier quadrant)..
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