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Kesheng--Test biaxial

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Test biaxial

Le test biaxial est une méthode de test mécanique spécialisée utilisée pour évaluer le comportement des matériaux sous une charge simultanée dans deux directions perpendiculaires. Contrairement aux tests uniaxiaux qui appliquent une contrainte le long d'un seul axe, les tests biaxiaux simulent les conditions du monde réel où les matériaux éprouvent souvent des forces multidirectionnelles, ce qui le rend inestimable pour la conception de composants structurels et comprenant des mécanismes de déformation complexes.
Le principe central des tests biaxiaux consiste à soumettre un échantillon à des contraintes ou des souches contrôlées le long de deux axes orthogonaux (généralement X et Y). Cela peut être réalisé grâce à diverses configurations de chargement, y compris les combinaisons de tension-tension, de tension-compression ou de compression. Le test mesure comment les matériaux réagissent à ces contraintes combinées en enregistrant des paramètres tels que les relations de contrainte-déformation, le comportement de rendement et les modes de défaillance dans des conditions de charge multi-axiales.
Les types courants de configuration de test biaxial comprennent la conception de l'échantillon cruciforme, où une région centrale est chargée dans deux directions perpendiculaires utilisant des actionneurs hydrauliques, et le test de renflement, qui applique la pression à un échantillon de feuille pour induire un étirement biaxial. Chaque configuration offre des avantages uniques: les tests cruciformes permettent un contrôle précis des rapports de contrainte, tandis que les tests de renflement simulent les processus de formation rencontrés dans la fabrication.
Les paramètres clés analysés dans les tests biaxiaux comprennent la limite d'élasticité biaxiale, qui identifie le niveau de contrainte initiant la déformation plastique sous charge combinée, et la courbe de limite de formation (FLC) pour les métaux en feuille, qui mappe les souches maximales réalisables avant le casse ou la fracture. Les chercheurs étudient également les effets du chemin de la souche, car les matériaux présentent souvent différents comportements sous des histoires proportionnelles (rapport de contrainte constante) par rapport aux antécédents de chargement non proportionnels.
Les systèmes de test biaxiaux avancés intègrent le contrôle informatisé pour maintenir des rapports de contrainte ou de déformation précis, ainsi que des techniques de mesure optique comme la corrélation d'image numérique (DIC) pour capturer les modèles de déformation en champ plein. Ces technologies permettent une analyse détaillée de la façon dont les souches se répartissent à travers l'échantillon et de l'évolution des propriétés des matériaux pendant la charge multi-axiale.
Les tests biaxiaux jouent un rôle essentiel dans des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale et la construction. Pour les constructeurs automobiles, il aide à développer des matériaux résistants aux collisions en simulant la charge complexe expérimentée lors des collisions. Dans les applications aérospatiales, il assure l'intégrité structurelle sous des forces aérodynamiques et gravitationnelles combinées. En fournissant des informations sur le comportement des matériaux multi-axiaux, les tests biaxiaux contribuent finalement à des conceptions et des sélections de matériaux plus sûres et plus efficaces pour les applications d'ingénierie.