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Détermination de la valeur r conformément à ISO 10113

Détermination de l’anisotropie verticale (valeur r) conformément à ISO 10113

La valeur r-, ou plus précisément, l'anisotropie verticale est l'une des valeurs caractéristiques typiques de l'essai de traction, en plus de la limite d’élastiité conventionnelle, de la résistance à la traction, de l’allongement plastique, de l’allongement à la rupture et de l’exposant d’écrouissage (valeur n).Toutes ces valeurs caractéristiques sont utilisées pour caractériser les matériaux métalliques et sont déterminées dans le cadre de la R&D ainsi que pour les tests de qualité et de libération.Les normes correspondantes sont ISO 10113, ASTM E517 et JIS Z2254.

Qu’est ce que la valeur r d’après ISO 10113?

"Pour une éprouvette métallique soumise à un essai de traction (uniaxial), la valeur r est le „rapport entre la déformation plastique vraie en largeur et la déformation plastique vraie en épaisseur“.(Définition à partir de DIN EN ISO 10113).

Pour calculer la valeur r, vous devrez donc mesurer la déformation plastique vraie en largeur et en épaisseur pendant l’allongement uniformément réparti.Sachant qu'il est beaucoup plus aisé de mesurer la variation de longueur plutôt que la variation d'épaisseur, la norme est cependant basée sur le modèle du volume constant dans la plage allant jusqu’à la force maximale Ag (allongement uniforme).Si l'on suppose que le volume est constant jusqu'à la déformation plastique de l'extensomètreà force maximale Ag, l’utilisateur peut alors remplacer la variation de l’épaisseur par la déformation, afin de déterminer la valeur r.

Signification valeur r

Lorsque la valeur r est égale à 1, nous avons alors un matériau isotrope, dans lequel la déformation varie de même manière en largeur et en épaisseur.Si la valeur est supérieure à 1, on a une plus grande déformation en largeur.Si la valeur est inférieure à 1, on a une plus grande déformation en épaisseur.

Processus et méthodes d’après ISO 10113

La norme ISO 10113 définit, de plus, trois procédures et deux méthodes pour la détermination de la valeur r.

3 méthodes:Dans la méthode automatique, la variation de longueur et la variation de largeur sont mesurées à l'aide d'un extensomètre.Une méthode semi-automatique, dans laquelle seule la variation de longueur est mesurée à l'aide d'un extensomètre, et une méthode manuelle, dans laquelle la variation de largeur et la variation de longueur sont toutes deux mesurées manuellement, sont également proposées.

Dans la méthode manuelle et semi-automatique, la valeur r est déterminée selon la méthode du point 1.La valeur r- est déterminée pour un degré d'étirement plastique déterminé (par exemple, à 2 % et 5 % de l’allongement plastique)

La méthode automatique, en revanche, offre une méthode de régression optionnelle supplémentaire, qui montre une progression, c'est-à-dire qu'elle couvre toute une plage de déformation.La pente est déterminée à partir des données de la déformation plastique vraie en longueur et de la déformation plastique vraie en largeur dans une plage de déformation spécifiée.

La méthode de régression est généralement recommandée pour ce faire, car les valeurs r - calculées sur toute une gamme - sont plus fiables que l’„instantané“ obtenu avec méthode 1 point (allongement plastique, déterminé à 2 ou à 5%).

Modification de l’ISO 10113:Exploitation de la longueur de référence totale

Jusqu'en 2020, la détermination de la valeur r conformément à la norme ISO 10113 reposait uniquement sur l'hypothèse qu'un matériau métallique dans la gamme allant jusqu'à la déformation uniforme Ag ne présentait aucun effilement dans la longueur parallèle.Sur cette base, la largeur était partiellement déterminée au centre de l’éprouvette et on supposait que cette valeur s'appliquait à toute la longueur de référence.Or, un effilement se produit dès l’allongement uniforme, de manière plus ou moins importante selon le matériau.Sur les matériaux avec une valeur r supérieure à 1, le comportement est clairement mesurable.Cela a été prouvé par diverses études.

Pour obtenir des valeurs plus réalistes, la valeur r devrait être déterminée sur toute la longueur de mesure, car elle inclut alors l’effilement du matériau.

C'est pourquoi la norme ISO 10113 a été modifiée en août 2020.

 

Amendement à la norme ISO 10113 (2020-08) pour une meilleure reproductibilité des valeurs r

Depuis l'édition 2020, la norme ISO 10113 (2020-08) fait la recommandation suivante: "pour la mesure de la réduction instantanée de la largeur, il convient d'utiliser des extensomètres capables de mesurer la réduction de la largeur en plusieurs points, idéalement répartis de manière uniforme sur toute la longueur de référence."

Cette modification de la norme a pour but de déterminer des résultats d'essai réalistes et d'accroître la comparabilité des résultats d'essai.Grâce à la prise en compte de volumes d’éprouvette identiques pour la variation de la largeur et la variation de la longueur, la méthode est en outre plus aisément compréhensible.

Pour cette recommandation de la norme, ZwickRoell propose levideoXtens T-160 HP.Celui-ci permet une mesure sur 10 axes, également répartis sur toute la plage de mesure.Spécialement conçu pour cet essai, ce système de mesure fournit des valeurs particulièrement précises en plus de valeurs r réalistes conformes à la norme ISO 10113.

 

Exemples de valeurs r de différents matériaux conformément à la norme ISO 10113

Acier Valeur rm

Valeur r

Acier d’emboutissage profond DC04 1,85 0,70
Acier IF DC06 2,15 0,55
Acier isotrope H250G1 1,05 0,00
Acier TRIP TRIP700 0,85 -0,02
Acier biphasé H300X 0,95 -0,10
Acier inoxydable X5CrNi18-10 1,00 -0,30
Aluminium AlMg5Mn (doux) 0,66 -0,21
Aluminium AlSi1,2Mg0,4 (T4) 0,64 0,20
Cuivre Cu 0,80 - 0,95
Bronze CuSn 1,00
Laiton CuZn37 doux 0,91 -0,03

Calcul de la valeur r avec le videoXtens T-160 HP

Détermination de la valeur r conformément à ISO 10113 avec le videoeXtens T-160 HP

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