Limite d'élasticité vs résistance ultime : différence et comparaison

Faits marquants

1. Définition et comportement: La limite d'élasticité fait référence à la contrainte maximale à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, ce qui signifie qu'il ne reprendra pas sa forme d'origine une fois la charge supprimée. En revanche, la résistance ultime indique la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter lorsqu'il est étiré ou tiré avant de se briser ou de s'effondrer.
2. Point de comportement des matériaux: Un matériau passe d'une déformation élastique (temporaire) à une déformation plastique (permanente) à la limite d'élasticité. La résistance ultime, quant à elle, représente le point auquel le matériau subit une rupture complète, après une déformation plastique importante.
3. Les implications pratiques: Les ingénieurs prennent en compte la limite d'élasticité lors de la conception de structures ou de composants pour garantir que le matériau ne subira pas de déformation permanente sous les charges prévues. La résistance ultime offre une marge de sécurité, guidant les ingénieurs sur les limites absolues avant une panne catastrophique. Les deux sont essentiels pour les considérations de sécurité et de durabilité dans les applications de conception.

Qu'est-ce que la limite d'élasticité?

La limite d'élasticité est définie comme le point auquel un matériau commence à se déformer sans augmentation de la contrainte. C’est l’une des propriétés mécaniques essentielles du matériau. C'est le point auquel le matériau passe d'une déformation élastique à une déformation plastique. 

Lorsque la charge est appliquée à un matériau dépassant sa limite d’élasticité, cela provoque un changement permanent. Cette propriété aide les ingénieurs à trouver le meilleur matériau et à le concevoir pour résister aux conditions de fonctionnement normales sans autres modifications permanentes.

Qu’est-ce que la force ultime ?

On dit que la résistance ultime est la contrainte maximale qu’un matériau peut contrecarrer avant de se briser. Elle est également connue sous le nom de « résistance à la traction ». En d’autres termes, on peut dire que la propriété manifestée par les différents matériaux de ne plus pouvoir supporter aucune charge s’applique à eux. 

Pour connaître la résistance ultime ou, par exemple, la résistance à la traction d'un matériau, les ingénieurs la mesurent par quelques essais de traction au cours desquels diverses charges sont appliquées jusqu'à ce qu'il se brise. Il est crucial de connaître la résistance à la traction de tout matériau, ce qui aidera ultérieurement à sélectionner le matériau approprié et à concevoir des structures avec les marges de sécurité et la résistance requises.

Différence entre la limite d'élasticité et la force ultime

1. La limite d'élasticité est définie comme le point auquel un matériau commence à se déformer sans augmentation de la contrainte. En revanche, la résistance ultime est considérée comme la contrainte maximale qu'un matériau peut contrecarrer avant de se briser.
2. Le comportement présenté par le matériau en termes de limite d'élasticité est le suivant : il retrouve sa forme originale une fois la contrainte supprimée du matériau. Dans le même temps, le comportement du matériau en cas de résistance ultime est le suivant : il entraîne des changements permanents si la contrainte dépasse la limite d'élasticité.
3. Le symbole représentant la limite d'élasticité est sigma y, c'est-à-dire σy. Et à l'opposé, le symbole représentant la force ultime est sigma u, c'est-à-dire σu. 
4. L’importance de la limite d’élasticité est qu’elle indique la limite à laquelle un matériau peut supporter des charges en toute sécurité sans se déformer. D'un autre côté, l'importance de la résistance ultime est qu'elle concerne la capacité maximale de charge avant qu'une défaillance ne se produise.
5. La relation entre la limite d'élasticité est qu'elle est inférieure à la résistance ultime. D’un autre côté, la relation entre la résistance ultime est comparativement supérieure à la limite d’élasticité.
6. La limite d'élasticité est prise en compte dans les espaces où la déformation doit être minimisée, par exemple – composants de machines, bâtiments, ponts, etc. En même temps, la résistance ultime est prise en compte dans des conditions où une résistance maximale est requise, par exemple – composants automobiles, éléments critiques pour la sécurité. aérospatiale, etc. 
7. Dans les conceptions techniques, l'importance est accordée à la limite d'élasticité, essentielle à la réalisation des structures, garantissant que le matériau donné reste dans sa limite élastique dans des conditions normales. Alors que, à l’inverse, dans les conceptions techniques, l’importance est accordée à la résistance ultime, essentielle pour créer des structures capables de résister aux charges maximales et d’éviter toute défaillance catastrophique.

Comparaison entre la limite d'élasticité et la résistance ultime

Paramètre de comparaison	Résistance au rendement	Force ultime
Définition	Le point auquel un matériau commence à se déformer sans augmentation de la contrainte	On dit que c’est la contrainte maximale qu’un matériau peut contrecarrer avant de se briser.
COMPORTEMENT	Il retrouve sa forme originale une fois la contrainte exercée sur le matériau.	Cela conduit à des changements permanents si la contrainte dépasse la limite d'élasticité
Symbole	σy	σu
Importance	Il montre la limite dans laquelle un matériau peut supporter des charges en toute sécurité sans se déformer.	Il indique la capacité maximale de charge avant qu'une panne ne se produise
Lien familial	Généralement inférieur à la résistance ultime	Supérieur à la limite d'élasticité
Importance de la propriété	Ils sont utilisés dans des espaces où la déformation doit être minimisée, par exemple : composants de machines, bâtiments, ponts, etc.	Ils sont utilisés dans des conditions où une résistance maximale est requise, par exemple : composants automobiles, aérospatiale critique pour la sécurité, etc.
Conception technique	Il est indispensable à la réalisation des structures, en garantissant que le matériau donné reste dans sa limite élastique dans des conditions normales.	Il est essentiel pour créer des structures qui résistent aux charges maximales et les empêchent de toute défaillance catastrophique.

Bibliographie

1. https://link.springer.com/article/10.1007/S11665-008-9225-5
2. https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/832

Dernière mise à jour : 19 août 2023