Essai sur ceintures de sécurité et essai sur airbags
Les ceintures de sécurité et les airbags font partie des systèmes de sécurité passive les plus importants dans un véhicule : ils sauvent des vies. Leur bon fonctionnement est indispensable pour protéger les occupants du véhicule en cas d’accident. ZwickRoell propose des machines d’essai et des systèmes d’essai sur mesure pour tester de manière fiable et conforme aux normes ces composants essentiels à la sécurité, du développement jusqu’au contrôle qualité, en passant par la production en série.
Ceinture de sécurité Airbags Téléchargements Demander conseil
Essai sur ceintures de sécurité selon la norme UN/ECE-R16
La ceinture de sécurité doit répondre à une multitude d’exigences strictes. Son contrôle est défini avec précision, par exemple dans le règlement n° 16 de la CEE/ONU (UN/ECE-R16) ou, aux États-Unis, dans la norme fédérale FMVSS 209 relative à la sécurité des véhicules automobiles. Il s’agit de prescriptions essentielles pour l’homologation des ceintures de sécurité et des systèmes de retenue dans les véhicules. Elles comprennent une multitude d’essais visant tous à garantir la fiabilité, la durabilité et la sécurité des ceintures de sécurité, tant au niveau des composants individuels (ceinture, boucle, tendeur) qu’au niveau du système global de ceintures de sécurité dans le véhicule.
À côté des différents préconditionnements de la ceinture (positionnement, humidité, température, lumière, abrasion, etc. ), les essais doivent être réalisés sur une machine d’essai satisfaisant à des spécifications très strictes.
Les machines d’essai ZwickRoell peuvent être utilisées pour différents essais.
Essai de traction sur sangles selon DIN EN 1492
Les fabricants de ceintures et d’équipements d’origine apprécient les systèmes d’essai ZwickRoell pour déterminer la résistance des ceintures de sécurité fabriquées (avec et sans boucle). L’essai de traction nécessite des mâchoires à tambours spéciales et un boîtier de protection résistant aux chocs.
En plus de l’essai de traction, la force de relâchement de la boucle (non chargée et sous sollicitation de traction) est également déterminée. Dans cet essai, l’éprouvette est enroulée dans les mâchoires à tambours et ainsi maintenue par elle-même. Ce système est donc également recommandé pour les éprouvettes sensibles au serrage. L’éprouvette est fixée solidement par enroulement sur les tambours.
Des mâchoires à enlacement peuvent également être utilisées sur les bandes et sangles. Ces mâchoires permettent une contrainte rapide et aisée des éprouvettes. Elles peuvent également être utilisées sur matériaux, fins, sensibles au serrage afin d’éviter les rupture de serrage ou encore un glissement de l’éprouvette. Grâce à l’utilisation d’une courbe réductrice de force, la force de traction est réduite avant le serrage final. L’éprouvette est correctement maintenue et les ruptures de serrage sont évitées.
Pour permettre la mesure de l’allongement, un extensomètre optique / sans contact doit également être utilisé, car des énergies élevées sont libérées à rupture de l’éprouvette et la course traverse ne peut être précisément définie comme grandeur de référence pour l’allongement. Notre extensomètre vidéo videoXtens s’appuie sur la structure de la ceinture pour définir par logiciel des marques de mesure virtuelles.
Extensomètres vidéo
Mâchoires à tambours
Mâchoires à poulies
Essai de traction sur élingues en sangles selon DIN EN 1492
Des essais doivent être réalisés sur les systèmes d’attache de la ceinture (boucles de tissu, nœuds ou boucles) afin de déterminer leurs forces et caractéristiques liées à la sécurité.
L’exemple représenté ici permet de déterminer la force maximale, qui agit sur la couture, la boucle de sécurité ou encore sur la ceinture de sécurité.
Pour cela, la ceinture de sécurité est enroulée et maintenue à l’aide de mâchoires à tambours, tandis que, sur la face opposée, la boucle est serrée dans des mâchoires pneumatiques. Le diagramme de force-course est enregistré via la traverse. Aucun extensomètre supplémentaire n’est donc nécessaire.
Essai sur airbags
Pour protéger les occupants du véhicule en cas d'accident, des airbags sont désormais installés à de nombreux endroits de l'habitacle.
Outre les essais standard normalisés tels que les essais de traction et de résistance à la déchirure sur les tissus pour airbags, les coutures et les collages, ZwickRoell propose également des essais sur les connecteurs, les capteurs, les éléments de commutation et des points de rupture prédéterminés des panneaux de couverture.
Résistance à la traction des textiles pour airbags
La résistance à la traction est une grandeur caractéristique mécanique essentielle pour évaluer les tissus utilisés dans les airbags. Pour la déterminer conformément aux normes, deux méthodes reconnues à l’échelle internationale sont utilisées : l’essai de traction sur bande et le « Grab test » (essai d’arrachement). Alors que l’essai de traction sur bande consiste à soumettre une bande d’échantillon découpée avec précision à une charge uniforme, le « Grab test » simule le comportement du tissu dans l’assemblage grâce à un serrage partiel. Ces deux méthodes fournissent des informations différentes mais complémentaires sur la résistance et l’aptitude à l’emploi de ces textiles techniques.
Outre les essais de traction et d’arrachement, les coutures et les assemblages collés des textiles pour airbags sont également soumis à des essais de traction. On compare alors des tissus non cousus ou non collés avec des échantillons cousus ou collés conformément aux normes ISO 13935-1/-2 ou ISO 13936-1/-2. Ces normes définissent des méthodes pour déterminer la force de traction maximale des coutures lorsque la charge est appliquée perpendiculairement à la couture.
Essai de traction sur bandes de tissu pour airbags selon les normes ASTM D5035, ISO 13934-1 et ISO 1421
L’essai de traction sur bande de tissu pour airbags est décrit dans les normes internationales ISO 1421 méthode 1, ISO 13934-1 et ASTM D5035. Il permet de déterminer la force de traction maximale et le comportement à la rupture d’une bande textile unique soumise à une charge uniforme. Il est donc particulièrement adapté à l’évaluation de la résistance du matériau, au contrôle qualité à la réception des marchandises et en production, ainsi qu’à la comparaison de différents lots de matériaux.
De par leur revêtement et leur finition spéciaux, les tissus pour airbags se caractérisent par une surface lisse et glissante et présentent généralement un très faible allongement. Il est donc important d’utiliser des inserts de mors adaptés et des mâchoires pneumatiques à force de serrage élevée afin d’éviter que l’éprouvette, généralement sensible au serrage, ne glisse et d’obtenir une rupture conforme aux normes.
Pour des essais conformes aux normes, nos machines d’essai universelles des séries ProLine et AllroundLine dans la plage de force comprise entre 10 kN et 20 kN, associées à nos mâchoires pneumatiques à fermeture unilatérale (10 kN ou 30 kN), constituent le meilleur choix pour réaliser tous les essais standard sur les textiles pour airbags.
Essai de traction par arrachement selon ASTM D3034, ISO 13934-2, ISO 1421
Outre l’essai de traction sur bande, les tissus pour airbags sont également testés selon la méthode d’arrachement (« Grab test »), décrite en détail dans les normes internationales ASTM D5034, ISO 13934-2 et ISO 1421 méthode 2.
Lors du « Grab test », l’éprouvette n’est serrée qu’au milieu, ce qui permet de tester de manière ciblée la cohésion du tissu. Contrairement à l’essai de traction sur bande classique, où la charge est appliquée de manière uniforme, le « Grab test » simule un allongement contrôlé à l’intérieur du tissu afin de déterminer la force maximale dans le tissu de manière réaliste et d’évaluer la stabilité du tissu en service.
Le « Grab test » peut être réalisé avec le même équipement d’essai que l’essai de traction sur bande.
En savoir plus sur le « Grab test »
Essais de résistance à la déchirure selon ISO 13937-2 et ASTM D2261
Les essais de résistance à la déchirure sur tissus pour airbags sont réalisés selon la norme ISO 13937-2 ou ASTM D2261 à l’aide d’éprouvettes pantalon. Pour cela, une éprouvette rectangulaire est entaillée sur un bord étroit de manière à former deux « jambes de pantalon » qui sont ensuite écartées parallèlement à l’entaille dans une machine d’essai de traction. La force de déchirure nécessaire est déterminée à partir de la courbe de force. Cet essai sert à déterminer la force nécessaire pour propager la déchirure le long de l’entaille.
Pour obtenir des résultats fiables, il est recommandé d’utiliser des machines d’essai universelles ZwickRoell des séries ProLine ou AllroundLine équipées de mâchoires pneumatiques afin d’éviter tout glissement de l’éprouvette.
Essai des connecteurs d'airbags
Les airbags font partie des composants de sécurité les plus importants dans les véhicules. Les exigences sont donc très élevées pour assurer un déclenchement sans faille. Afin de garantir la fiabilité de la connexion des connecteurs d’airbags, Delphi Connection Systems Deutschland GmbH effectue des essais dès la phase de développement pour déterminer les propriétés mécaniques et électriques.
Le bruit généré lors de l’enclenchement (rétroaction audible) n’étant pas suffisant à lui seul, l’entreprise mise sur un essai combiné à la fois mécanique, électrique et optique. Elle utilise une machine d’essai AllroundLine de ZwickRoell, qui se distingue par sa souplesse d’extension. Une carte de mesure PCIe intégrée à l’électronique testControl mesure le courant de manière synchronisée lors de l’insertion et visualise le déroulement du contact électrique.
Dans le même temps, le processus d’enclenchement est surveillé visuellement sous deux angles. Pour ce faire, ZwickRoell utilise la fonction Multi-Capture spécialement développée à cet effet, qui permet des enregistrements vidéo synchronisés, avec même jusqu’à quatre caméras si nécessaire. Le testControl II traite tous les signaux entrants à grande vitesse et offre une modularité maximale pour les scénarios d’essai complexes.
