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Cisaillement dans le plan, IPS

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  • Brochure sur le secteur d’activité: Composites PDF 7 MO

Objectif de l'essai

  • Le cisaillement dans le plan peut être créé par réalisation d'un essai de traction ou d'un essai de compression sous ± 45° par rapport à la direction des fibres. Pour ce faire, l'éprouvette sera prélevée dans un panneau à 45° par rapport à la direction des fibres. 
  • Outres les essais de traction et de compression, qui sont utilisés pour la détermination des contraintes, allongements et valeurs de module dans les directions principales de serrage, la mesure des propriétés de cisaillement dans le plan joue un rôle essentiel pour la caractérisation d’un matériau à fibres composites.
  • Les grandeurs mesurées sont l'allongement au cisaillement γ 12, la contrainte au cisaillement τ 12 et le module de cisaillement G 12.
  • Grâce à des pré-requis peu exigeants en terme de préparation de l'éprouvette, la méthode - qui peut être réalisée sur une machine de traction - s'adapte tant à la caractérisation des matériaux en R&D qu'au Contrôle Qualité.

Mise en œuvre de la méthode d'essai

A l'instar de l'essai de traction, dans lequel les fibres disposées à 45° se terminent sur les bords latéraux de l'éprouvette, une déformation par cisaillement se produit dans la direction des fibres. Deux jauges de contrainte disposées à 0° et 90°, ou encore un extensomètre biaxial, permettront de déterminer cette déformation au cisaillement.

Les contraintes au cisaillement à mesurer demeurent toutefois relativement faibles, car la déformation se produit à l'intérieur de la matrice et la rupture se situe dans la matrice ou encore dans l'interface à la fibre. Des forces de traction de 10 kN sont rarement dépassées dans les essais sur éprouvettes normalisées.

La méthode d'essai est d'autre part inadaptée aux grands allongements. Une déformation croissante créerait, en effet, un changement d'angle des fibres, provoquant à son tour une erreur de calcul systématique. Aussi, les normes limitent-elles cette méthode d'essai à un allongement de 5%.

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