La contrainte de traction se produit lorsqu’un matériau est soumis à une force de traction ou d’étirement. La contrainte est définie comme une force appliquée sur une section transversale, avec des unités typiques de livres par pouce carré (psi) ou de newtons par mètre carré, également appelées pascals (Pa). Le type de contrainte auquel un matériau est exposé dépendra de la façon dont la force est appliquée. Les trois types de contrainte de base sont la traction, la compression et le cisaillement. Une compréhension de cette force est importante dans le choix des matériaux pour les applications de génie mécanique et de conception.
Les dimensions d’un objet soumis à une contrainte changeront en raison de la contrainte ou de la déformation qui se produit lorsqu’une force est appliquée. Un matériau soumis à une contrainte de traction s’allongera ou s’étirera lorsqu’il subit une contrainte. Un matériau exposé à une faible contrainte retrouvera ses dimensions d’origine une fois la force supprimée. À des contraintes élevées, un matériau peut ne pas revenir à son état d’origine lorsque la force est supprimée et une déformation permanente se produira. La relation entre la contrainte appliquée et la déformation correspondante peut être utilisée pour prédire le comportement d’un matériau lorsqu’il est exposé à une contrainte de traction.
Un équipement d’essai est disponible qui peut mesurer avec précision la contrainte et la déformation subies par un matériau et générer une courbe contrainte-déformation. La courbe contrainte-déformation fournit généralement une compréhension du comportement d’un matériau lorsqu’il est exposé à une force de traction appliquée et détermine la contrainte maximale admissible avant qu’une déformation permanente et une défaillance ultime ne se produisent. Pour mesurer la contrainte de traction, une force progressivement croissante est appliquée à un échantillon d’essai et la quantité de force nécessaire pour allonger et finalement casser l’échantillon est mesurée et enregistrée. Les matériaux qui sont exposés à des contraintes de traction et subissent une grande déformation avant la rupture sont considérés comme ayant une élasticité élevée.
La contrainte de traction maximale qu’un matériau peut supporter avant de se rompre est appelée résistance à la traction ou résistance à la traction ultime. La valeur de la résistance à la traction ultime varie considérablement pour différents matériaux. Les matériaux mous et malléables, tels que de nombreux plastiques, caoutchouc et métaux, sont considérés comme élastiques et subiront une déformation importante avant qu’une défaillance complète ne se produise. Les matériaux durs et cassants, comme le béton et le verre, auront peu ou pas de déformation avant qu’une défaillance complète ne se produise. La résistance à la traction ultime pour de nombreux types différents de métal, bois, verre, caoutchouc, céramique, béton et plastique est facilement disponible dans divers manuels de référence sur les propriétés des matériaux.