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Outillages d'essai pour composites

Dispositif de cisaillement V-Notched Beam (Iosipescu)

  • Domaine d'applications: Mesures des propriétés de cisaillement sur composites selon ASTM D 5379.

    Le domaine d'application est prévu pour les stratifiés suivants:

    • Stratifiés unidirectionnels avec sens des fibres à 0° ou 90°
    • Stratifiés unidirectionnels avec nombre identique de couches dans le sens des fibres à 0° ou à 90°
    • Tissus stratifiés sur lesquels la direction de la trame est de 0° ou 90°
    • Plastiques remplis de fibres courtes sur lesquels la direction des fibres est répartie de manière aléatoire
  • Fonctionnement:

    Le dispositif de cisaillement est guidé dans le sens longitudinal. Il est placé sur un plateau de compression ou sur la traverse du système d'essai.

    Une éprouvette entaillée sur les deux côtés est placée dans le gabarit de cisaillement. Sous l'effet du chargement de compression, une zone de charge de cisaillement libre de tout couple apparaît entre les entailles. Les fibres doivent être parallèles ou transversales à la direction de la chargement. La contrainte de cisaillement est mesurée à l'aide de jauges de contrainte appliquées à 45° sur le plan de cisaillement.

    Les résultats de la mesure sont le comportement de cisaillement, 0,2% la contrainte de cisaillement, la contrainte de cisaillement maximale et le module de cisaillement par la sécante.

  • Avantages:
    • Serrage aisée de l’éprouvette
    • Limites d’utilisation en température de -70 à 300 °C
    • Écrou pour le centrage précis de l'éprouvette par rapport au plan de cisaillement

Dispositif V-Notched Rail Shear

  • Domaine d'applications: Mesures des propriétés de cisaillement sur composites selon ASTM D 7078.
  • Fonctionnement:

    L’éprouvette est munie d'une entaille en V pour une concentration du plan de cisaillement. Elle est insérée latéralement dans le dispositif de cisaillement.

    La contrainte de cisaillement est mesurée à l'aide de deux jauges de contrainte appliquées à 45° sur le plan de cisaillement.

  • Avantages:
    • Comparée à la méthode Iosipescu (dispositif de cisaillement V-notched beam) selon la norme ASTM D 5379, ce dispositif utilise une éprouvette de plus grandes dimensions qui est contrainte sur les côtés. Cela permet d'appliquer des forces cisaillement plus élevées.
    • Montage aisé sur le système d'essai par vis de raccordement
    • Limites d’utilisation en température de -70 à +300 °C
    • Centrage précis de l’éprouvette, grâce aux entretoises fournies
    • Alignement des mors de serrage par réglage des mors avant et arrière
    • Modèle en acier inoxydable pour utilisation en enceinte thermique

Dispositif de flexion Mixed-Mode

  • Domaine d'applications: Mesure du taux de libération de l’énergie selon la norme ASTM D 6671 sous sollicitation de mode mixte I et II
  • Matériau éprouvette: Stratifiés unidirectionnels à base de composites à fibres
  • Fonctionnement:

    Le dispositif de flexion sert à mesurer le taux de libération de l’énergie sur stratifiés unidirectionnels à base de composites à fibres.

    L’ouverture de la fissure (mode I) s’effectue par application d’une force de traction via les charnières. Le cisaillement dans le plan (mode II) est créé par une contrainte de flexion.

    Le rapport entre l'ouverture de la fissure et le cisaillement est réglé par ajustement du point d'application de la force sur le bras de levier. Il s’étend d'une contrainte de 100% en mode II à une importante superposition en mode I.

  • Avantages:
    • Ajustement variable de la portion de contrainte du mode I
    • Frottements évités, grâce à des supports à roulements à billes

Dispositif pour essai G1C sur matériaux composites renforcés de fibres longues

  • Domaine d'applications:

    Les appuis éprouvette GICet Loading Blocks sont utilisés pour mesurer le taux de libération de l’énergie GIC dans le montage d’essai DCB (Double Cantilever Beam) sur matériaux composites renforcés de fibres longues. Ils sont normalisés d’après les normes suivantes: ISO 15024, prEN 6033, ASTM D 5528, AITM 1-0005, AITM 1-0053, BSS 7273

  • Fonctionnement:

    Lors de la préparation de l’essai, les Loading Blocks sont collés sur l'éprouvette. Ils sont suspendus dans l’appui éprouvette via le trou de raccord Ø 8 mm.

    Une force de traction est appliquée via les Loading Blocks. Cela crée une ouverture de la fissure.

  • Avantages:
    • Remplacement aisé de l’éprouvette.
    • Le dispositif peut être utilisé sans l’Option Video Recording dans des limites d’utilisation en température élargies allant de - 80°C à +250°C.
  • Option Video Recording:

    • Suivi visuel des fissures via l’Option Video Recording.
    • Traçabilité des résultats mesurée, grâce à l'évaluation précise du déroulement d’essai dans la vidéo.
    • La caméra vidéo est guidée par des chariots mobiles le long de la propagation de la fissure pendant toute la durée de l'essai.

Dispositif de compression (Shear-loading), modèle IITRI

  • Domaine d'applications: Le dispositif de compression est utilisé pour les essais sur composites; il satisfait à la norme 
ASTM D 3410.
  • Fonctionnement: Le dispositif de compression est basé sur le principe de serrage des coins. Le dispositif comporte les composants suivants: appui supérieur, mâchoire, 3 jeux de mors à coins, jauge de réglage avec centrage.

    L’aide au centrage permet un alignement précis de l’éprouvette sur les mors à coins L'éprouvette serrée est inséré avec les mors à coin dans la mâchoire inférieure. La mâchoire supérieure est enfoncée dans l’appui supérieur. Les pièces du dispositif sont placées l’une dans l’autre. Des écrous de centrage assurent l’alignement de la mâchoire supérieure sur la mâchoire inférieure.

  • Avantages:
    • Aide au centrage pour l’alignement de la mâchoire
    • Pour forces de compression jusqu’à 220 kN
    • Limites d’utilisation en température étendues de -70 à 300 °C
    • Aucun traitement de la face avant des éprouvettes n'est nécessaire

Dispositif de compression CAI (Compression after impact)

  • Domaine d'applications: Détermination de la résistance à la compression permanente après contrainte de choc (CAI) selon:
    • Boeing BSS 7260c, ASTM D7137, DIN 65561, ISO 18352, prEN 6038
    • Airbus AITM 1-0010 issue 3
  • Fonctionnement: Le dispositif de compression sert à déterminer la résistance à la compression permanente après contrainte de choc. La force de compression est appliquée dans le plan. Selon le modèle, l'éprouvette est soit serrée, soit uniquement guidée aux extrémités supérieure et inférieure.
  • Avantages:
    • Remplacement aisé de la mâchoire
    • Les dispositifs sont utilisables dans des limites d’utilisation en température élargies de -70 à 300 °C
    • Rigidité latérale accrue grâce aux plaques de support
    • Plaquette carbure interchangeable sur la surface de contact supérieure et inférieure

Dispositifs de compression (End loading)

  • Domaine d'applications: Essais basés sur la norme ASTM D 695, développée dans diverses normes et selon la norme ASTM D 3846 sur une éprouvette à fente unique: Mesure du cisaillement dans le plan (In-Plane Shear)
  • Fonctionnement: Le dispositif de compression est utilisé pour l’essai sur composites.

    L'éprouvette est chargée longitudinalement entre deux plateaux de compression. Deux protections anti-flambage avec couteaux longitudinaux continus sont utilisées pour mesurer la résistance à la compression. Elles empêchent une défaillance prématurée du matériau par flexion. Deux protection anti-flamblage avec découpes servent à accueillir les jauges de contrainte lors de la mesure du module de compression. Un appui avec butées fixes est utilisé pour l’alignement axial précis de l’éprouvette.

  • Avantages:
    • Mise en place, sans outil, de l’éprouvette
    • Centrage précis sur l’axe de compression de la machine d’essai
    • Remplacement aisé des plateaux de compression

Dispositif pour la détermination de la résistance à cisaillement interlaminaire

  • Domaine d'applications: Détermination de la résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS) selon les normes ASTM D2344 M, EN 2563, ISO 14130, EN 2377
  • Fonctionnement: Le dispositif est un dispositif de flexion 3 points pour la résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS). Les essais ILSS sont une méthode typique pour le Contrôle Qualité. Ils permettent de comparer les matériaux.

    L’utilisation conjointe du bras de poinçon de flexion garantit l’alignement précis du poinçon de flexion sur la panne de flexion, requis par le faible écartement entre appuis. Le bras peut être fixé pour le montage de l’éprouvette. Pour les essais en enceinte thermique, un capteur de température peut de plus être fixé à proximité de l’éprouvette sur le bras du poinçon de flexion.

    Le ratio épaisseur-appui est très court (10 mm). Ce qui crée des forces de cisaillement élevées et couples de flexion relativement faible dans l'éprouvette. Mais cette méthode, qui laisse souvent apparaître des pics de contrainte à proximité de la panne de flexion, livre uniquement les propriétés de cisaillement visibles.

  • Avantages:
    • Centrage précis de la poinçon de flexion sur le poinçon de flexion
    • Réglage aisé de la panne de flexion
    • Fixation possible d’un capteur à proximité de l’éprouvette
    • Possibilité de forces jusqu’à 20 kN
    • Poinçon de flexion et poinçon de flexion aisément interchangeables
    • Grâce au réglage de la vis, proposé en option, les pannes de flexion s’ajustent aisément aux différentes épaisseurs de stratifié à tester

Essai de flexion 3 points

  • Domaine d'application:Détermination du module de flexion 10 ... 50 % Fmax (EN 2562) et 10 ... 25% Fmax (EN 2746) entre deux limites d’élasticité (ISO, ASTM)
  • Fonctionnement: Lorsque la déformation de la machine est compensée, le fléchissement peut être mesuré avec le capteur de déplacement traverse du système d’essai.
  • Avantages:
    • Stabilité du montage, permettant d’éviter la déformation de l’outil
    • Conception modulaire
    • Positionnement sûr de l’éprouvette sur la butée éprouvette réglable
    • Alignement précis des appuis et poinçons de flexion à l’aide de jauges d'écartement adaptées pour un parallélisme précis
    • Centrage précis du poinçon et de l’appui
    • Blocs d’appui garantissant une course suffisante pour l'essai des composites à fibres
    • Conversion aisée entre les essais de flexion 3 et 4 points et les différents rayons de poinçon et d'appui

Essai de flexion 4 points

  • Domaine d'applications: Détermination du module de flexion à 0,05 à 0,25 % de l’allongement (ISO 14125) ou  0,1 à 0,3 % de l’allongement (ASTM D 7264)
  • Fonctionnement: Le fléchissement est déterminé par mesure direction conformément aux normes les plus fréquentes, dans le milieu entre les appuis.
  • Avantage:
    • Stabilité du montage, permettant d’éviter la déformation de l’outil
    • Conception modulaire
    • Positionnement sûr de l’éprouvette sur la butée éprouvette réglable
    • Alignement précis des appuis et poinçons de flexion à l’aide de jauges d'écartement adaptées pour un parallélisme précis
    • Centrage précis du poinçon et de l’appui
    • Blocs d’appui garantissant une course suffisante pour l'essai des composites à fibres
    • Conversion aisée entre les essais de flexion 3 et 4 points et les différents rayons de poinçon et d'appui

Dispositif pour essais de compression entaillés (OHC/FHC)

  • Domaine d'applications: Essais de compression entaillés Open Hole Compression (OHC) et Filled Hole Compression (FHC) standardisé d’après: ASTM D6484, ASTM D 6742, Boeing BSS 7260-Type 1, SACMA SRM 3R-94, Northrop NAI -1504C
  • Fonctionnement: Le dispositif est utilisé pour effectuer des essais de compression entaillés normalisés (Open Hole Compression OHC, Filled Hole Compression FHC) sur composites à fibres. Une éprouvette normalisée est insérée pour ce faire dans le dispositif et guidée sur les deux côtés. La force est introduite par les mâchoires ou un plateau de compression.
  • Avantages:
    • Introduction de la force par mâchoire ou plateau de compression.
    • Transmission de force accrue grâce aux surfaces de serrage revêtues de molybdène.

Dispositif de compression hydraulique pour matériaux composites (HCCF)

  • Domaine d'applications:
    • Essai selon ISO 14126, prEN2850, Airbus AITM 1-0008, ASTM D 3410, ASTM D 6641, JIS K 7076, RAE TR 88012 CRAG méth. 400 et 401, QVA-Z10-46-38, ASTM C 1358, document Airbus X88SP1105735: „Compression plain test according to AITM 1.0008 A1 and A2 with ZwickRoell HCCF“ 
    • essais de compression „Plain“, „Open Hole“ et „Filled Hole“ avec introduction de la force par serrage (Shear Loading) ou avec introduction combinée de la force avec appui en façade et serrage simultané (Combined Loading)
  • Fonctionnement: Le de compression hydraulique pour matériaux composites (HCCF = Hydraulic Composites Compression Fixture) sert à déterminer les propriétés de compression sur matériaux composites renforcés de fibres longues. La contrainte est, en principe, mesurée sur les deux côtés à l’aide de jauges de contrainte (longueur de treillis > 3 mm).

    Le dispositif de compression est équipé d’un trou de raccord sur le dessus. Il est placé en bas sur un plateau de compression. Pour les éprouvettes, sur lesquelles l’écart entre talons collés et l’écartement entre outillages sont supérieurs d'au moins 2 mm à la longueur de référence initiale, un extensomètre Clip-On bilatéral - spécifique client - avec dispositif de verrouillage pourra être utilisé.

  • Avantages: 

    • Peut être utilisé pour les essais dans des limites d’utilisation en température élargies -60 °C à +150 °C.
    • Le bâti en C permet un remplacement aisé de l’éprouvette et simplifie l’utilisation d’un système de mesure de la déformation.
    • Grâce à la conception ouverte du bâti, les éprouvettes sont alignées précisément.
    • Le principe de serrage des mâchoires hydrauliques à fermeture parallèle assure une application de la force sans glissement et donc sans flexion à vitesse de déformation constante.
    • Grâce aux colonnes de guidage, les deux mâchoires sont alignées précisément.
    • Des guidages à billes à faible frottement excluent une éventuelle distorsion des résultats mesurés.
    • Le support aimanté des mors de serrage mobiles simplifie le remplacement des éprouvette et le nettoyage des surfaces de serrage

Dispositif de pelage en rouleaux selon les normes DIN ISO 4578, DIN EN 1464, Airbus QVA-Z10-46-03

  • Domaine d'applications: Mesure de la force de pelage dans l’essai de pelage en rouleaux selon les normes DIN ISO 4578, DIN EN 1464, Airbus QVA-Z10-46-03 et EN 2243-2 (Floating Roller Peel Test). Pour l'évaluation des adhésifs utilisés pour les liaisons haute résistance entre les composants rigides et souples.

Dispositif de perforation

  • Domaine d'application: Le dispositif de perforation est standardisé pour l’essai sur composites, et est normalisé selon les normes suivantes:
    • Airbus AITM 1-0009: Determination of bearing strength by bolt bearing configuration
    • ASTM D 5961 méthode A: Bearing Response of Polymer Matrix Composite Laminates
    • ISO12815: Determination of plain-pin bearing strength
    • ASTM D 7248 méthode A: Bearing/Bypass Interaction Response of Polymer Matrix Composite Laminates Using 2-Fastener Specimens
  • Fonctionnement:
    • Variante AITM
      Le dispositif de perforation est suspendu en haut dans la mâchoire correspondante.
      La mâchoire est suspendue en haut dans le dispositif de perforation et en bas dans une mâchoire à fermeture parallèle.

      Version ASTM
      Le dispositif de perforation est contraint en haut par une mâchoire.
      La mâchoire est suspendue en haut dans le dispositif de perforation et en bas dans une mâchoire à fermeture parallèle.
      Conformément à l’ASTM D5961 méthode A, le dispositif peut également être suspendu en haut

  • Avantages: 

    • Remplacement aisé de la mâchoire.
    • Les dispositifs sont utilisables dans des limites d’utilisation en température élargies de -55 à +250 °C .
    • Passage rapide de l’AITM à l’ASTM, car la mâchoire à suspension peut également être utilisée sur le dispositif ASTM.

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  • Information produit: Dispositif de cisaillement V-Notched Beam (Iosipescu) PDF 676 KO
  • Information produit: Dispositif V-Notched Rail Shear PDF 204 KO
  • Information produit: Dispositif de flexion Mixed-Mode PDF 1 MO
  • Information produit: Dispositif pour essai GiC sur matériaux composites renforcés de fibres longues PDF 2 MO
  • Information produit: Dispositif de compression (Shear-loading), modèle IITRI PDF 289 KO
  • Information produit: Dispositif de compression CAI (Compression after impact) PDF 643 KO
  • Information produit: Dispositifs de compression (End loading) PDF 287 KO
  • Information produit: Dispositif pour la détermination de la résistance à cisaillement interlaminaire PDF 547 KO
  • Information produit: Dispositifs de flexion 3 et 4 points PDF 271 KO
  • Information produit: Dispositif pour essais de compression entaillés (OHC/FHC) PDF 295 KO
  • Information produit: Dispositif de compression hydraulique pour matériaux composites HCCF PDF 89 KO
  • Information produit: Dispositifs de pelage en rouleaux pour assemblages collés haute résistance PDF 131 KO
  • Information produit: Dispositif d’expansion du trou PDF 3 MO
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