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ASTM E399: facteur d’intensité de contrainte critique K1C (concept K)

Plage III de la courbe de croissance des fissures

Le facteur d’intensité de contrainte critique K1C décrit la résistance d'un matériau à la propagation des fissures. Le facteur d’intensité de contrainte critique est également appelé ténacité à la fissuration ou ténacité à la rupture. La norme ASTM E399 décrit la détermination de la valeur caractéristique du matériau de la mécanique de la rupture à charge cyclique d’amplitude constante.

Courbe de propagation de fissure

La propagation de la fissure d'un matériau est décrite par la courbe de propagation de fissure. Cette courbe se subdivise en trois plages:

  • Plage I: faible vitesse de croissance des fissures, valeur de seuil dKth pour laquelle la croissance des fissures commence
  • Plage II: vitesse constante de croissance des fissures, décrite mathématiquement par la droite de Paris, croissance des fissures de fatigue da/dN
  • Plage III: vitesse élevée de croissance des fissures, se terminant par la rupture brutale facteur d’intensité de contrainte critique K1C

ASTM E399 Plage III de la courbe de croissance des fissures

La norme ASTM E399 pour la détermination du facteur d’intensité de contrainte critique K1C s'intéresse aux plages I et II de la courbe de croissance des fissures.

La détermination K1C est en principe effectuée sur les matériaux fragiles. Une fissure définie est tout d’abord créée dans l'éprouvette par vibration conformément aux spécifications de la norme ASTM E399. L’intensité de contrainte est réduite 2,5% avant approche de la longueur de fissure définie.
Lors de l'étape suivante, l'éprouvette est étirée en continu jusqu’à la rupture et approche de la valeur KQ. Après l'essai, la valeur KQ déterminée est mise en relation avec la largeur éprouvette, la longueur de fissure et la limite d'élasticité du matériau. Si ce rapport correspond au critère de validité minimum défini dans la norme, KQ est déclaré être une valeur K1C valide.

La croissance des fissures est déterminée à l'aide d'un capteur de propagation des fissures adapté et de la méthode de Compliance.

Outre les éprouvettes compactes (CT) très courantes, des éprouvettes de flexion (SEB) peuvent également être utilisées pour déterminer l’intensité de contrainte critique K1C.

Essai de ténacité à la rupture selon ASTM E399

L’essai de ténacité à la rupture selon ASTM E399 est réalisé à l'aide d'un vibrophore sur une éprouvette CT. La valeur caractéristique déterminée est le facteur d’intensité de contrainte critique K1C.

Produits adaptés à la norme ASTM E399 - Logiciel

testXpert Research propose une spécification d'essai spécialement adaptée à la détermination du facteur d’intensité de contrainte critique K1C dans la plage III conformément à la norme ASTM E399.

Produits adaptés à la norme ASTM E399 - Machines d’essais

Les machines d’essais servo-hydrauliques permettent une détermination complète du facteur d’intensité de contrainte critique K1C selon ASTM E399, c’est à dire sans changement de serrage de l’éprouvette.

Plus d'informations sur la mécanique de la rupture

Mécanique de la rupture: Croissance des fissures de fatigue da/dN et valeur seuil
ASTM E647
Plage I et II de la courbe de croissance des fissures
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Mécanique de la rupture
Croissance des fissures, propagation de la fissure, arrêt de la fissure
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