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Essai de traction selon ISO 527
Les méthodes de la norme
Les essais mécaniques des matières plastiques sont un élément essentiel de la technologie moderne des matériaux. La norme ISO 527 constitue à cet égard une norme centrale qui régit la détermination des propriétés mécaniques des matières plastiques. Dans cet article, vous apprendrez quels aspects sont particulièrement importants et comment utiliser la norme de manière optimale.
Les principes généraux sont décrits dans la norme d’essai ISO 527-1, tandis que les essais sont décrits dans les parties 2 à 5.
- Partie 1 : Principes généraux
- Partie 2 : Conditions d’essai pour les masses de moulage et d’extrusion
- Partie 3 : Conditions d’essai pour les feuilles et les panneaux
- Partie 4 : Conditions d’essai pour les composites plastiques renforcés par des fibres isotropes et anisotropes
- Partie 5 : Conditions d’essai pour les composites plastiques renforcés par des fibres unidirectionnelles
La norme américaine correspondante est l’ASTM D638.
La machine d’essai doit répondre à des exigences élevées. Cela concerne d’une part la mesure de la force, mais aussi la vitesse d’essai et la mesure de l’allongement. Pour une mesure suffisamment précise de l’allongement pour la détermination du module d’élasticité, il faut impérativement un extensomètre. La plupart des échantillons ont une longueur de mesure de 50 ou 75 mm. Et comme le module doit être déterminé pour un allongement très faible de 0,05 à 0,25%, il en résulte pour l’extensomètre une classe de précision exigée de 0,5. Les extensomètres clip-on, les extensomètres vidéo et les extensomètres spéciaux à longue course conviennent à cet effet.
La norme ISO527 décrit la détermination des valeurs caractéristiques E (module d’élasticité), Rp (contrainte d’étirement), Rm (résistance à la traction), A (allongement à la rupture), μ (coefficient de Poisson) à l’aide d’un essai de traction.
- Méthode A (sans extensomètre)
- Méthode B (avec extensomètre)
Préparation des échantillons : la clé de résultats précis
Un facteur décisif pour obtenir des résultats reproductibles est la préparation correcte des échantillons. La norme ISO 527 définit la géométrie exacte des échantillons. Pour les films plastiques, par exemple, les spécifications de l’ISO 527-3 sont pertinentes, tandis que les matériaux plus rigides sont testés selon l’ISO 527-2.
Les échantillons doivent être exempts de défauts de surface et traités proprement. De plus, ils doivent être conditionnés avant l’essai afin de minimiser les influences telles que l’humidité ou la température.
Combien de temps et dans quelles conditions les échantillons doivent-ils être conditionnés ? La durée et la température de conditionnement dépendent des propriétés du matériau et de l’environnement. Il est souvent recommandé de conditionner les échantillons pendant 24 heures à 23 °C et 50 % d’humidité relative.
Réalisation de l'essai de traction
L’essai de traction selon ISO 527 nécessite un réglage précis de la machine d’essai. Voici quelques points centraux :
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Vitesse d’essai : la norme définit différentes vitesses, qui dépendent du type de matériau. Typiquement, une vitesse de 1 mm/min à 50 mm/min est utilisée, selon l’éprouvette et le matériau. Pour la détermination du module d’élasticité, une vitesse lente de 1 mm/min est préférable.
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Température ambiante : les tests doivent être réalisés dans une plage de température contrôlée. Les conditions standard sont de 23 °C, sauf exigence contraire.
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Calibrage : la machine de test doit être calibrée régulièrement afin d’éviter les erreurs de mesure.
Comment mesure-t-on le module d’élasticité (module E) ? Le module d’élasticité est déterminé à partir de la zone linéaire de la courbe contrainte-déformation. Cela se fait généralement à de faibles charges afin de s’assurer que le matériau se trouve dans la zone élastique. La norme recommande une régression linéaire dans la plage comprise entre 0,05 % et 0,25 % d’allongement.
Équipement de la machine d'essai : à chaque méthode son équipement
Une machine d’essai performante est essentielle pour répondre aux exigences de la norme ISO 527. L’équipement suivant est nécessaire pour les différentes méthodes :
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Dispositif d’essai de traction : il est fondamental de disposer d’un dispositif d’essai de traction précis et stable, qui offre une grande précision pour la mesure de la force et du déplacement.
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Capteurs de force : pour mesurer les forces de traction dans différentes plages. Choisissez un capteur de force dont la plage de mesure est parfaitement adaptée au matériau à tester.
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Mesure de l’allongement : des extensomètres optiques ou mécaniques sont nécessaires pour enregistrer des valeurs d’allongement précises. Les extensomètres mécaniques conviennent aux matériaux rigides, tandis que les systèmes sans contact tels que les extensomètres vidéo ou laser sont plus adaptés aux matériaux ductiles.
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Chambre climatique : une chambre climatique intégrée est nécessaire pour les essais à différentes températures.
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Logiciel : un logiciel d’essai moderne permet de contrôler les paramètres d’essai et d’évaluer les résultats conformément aux prescriptions de la norme.
Quel équipement supplémentaire est nécessaire pour tester des films ou des matériaux composites ? Pour les films, des dispositifs de serrage spéciaux sont nécessaires pour éviter que les échantillons ne glissent. Les matériaux composites nécessitent souvent des systèmes de mesure d’allongement supplémentaires, qui fonctionnent avec précision même en cas de rupture irrégulière.
Quelles sont les caractéristiques déterminées ?
Les principales caractéristiques mécaniques déterminées lors d’un essai de traction selon la norme ISO 527 sont les suivantes :
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Résistance à la traction : tension maximale qu’un matériau peut supporter.
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Module d’élasticité : Une mesure de la rigidité du matériau.
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Allongement à la rupture : l’allongement du matériau au moment de la rupture.
Que faire lorsque le matériau ne présente pas de point de rupture clair ? Dans de tels cas, l’allongement maximal est indiqué pour une force définie (par ex. 90 % de la contrainte maximale).
ISO 527 et autres normes : Quelles sont les différences ?
Une comparaison fréquente est faite entre la norme ISO 527 et la norme américaine ASTM D638. Bien que les deux normes poursuivent des objectifs d’essai similaires, il existe des différences dans la géométrie des échantillons et dans la précision de la mesure de l’allongement. Ces différences doivent être prises en compte afin de garantir la comparabilité internationale.
Peut-on comparer directement les résultats entre ISO 527 et ASTM D638 ? Non, les différences de géométrie des échantillons et de conditions de test peuvent entraîner des écarts. Une conversion ou une adaptation des conditions est nécessaire.
Téléchargements et liens :
Machines d'essai
Machines d’essai universelles AGX-V
Machine d’essai de matériaux Shimadzu EZ-X
Machine d’essai de traction Machine d’essai de compression AGS-X
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