VDA 238-100 Essai de flexion de plaques pour matériaux métalliques
La norme VDA 238-100 décrit la réalisation d’un essai de flexion de plaques sur des éprouvettes en matériaux métalliques comme des alliages d’aluminium et des aciers à haute résistance (résistance à la traction Rm ≥ 780 MPa). Depuis 2017, les exigences liées au dispositif d’essai sont très élevées afin que l’angle de flexion mesuré reflète uniquement le matériau et ne soit pas influencé par le dispositif d’essai. Cela permet de mieux évaluer la formabilité du matériau.
Les informations suivantes offrent un aperçu complet. Pour garantir une exécution conforme à la norme de l’essai de flexion de plaques selon VDA 238-100, il est toutefois indispensable d’acheter la norme complète.
Objectif et domaine d’application Préparation des éprouvettes et éprouvettes Exigences de rigidité Réalisation de l’essai Dispositif de flexion 3 pointsFonctions optiquesDemander conseil
VDA 238-100 Objectif et domaine d’application
L’essai de flexion de plaques selon VDA 238-100 sert à déterminer l’angle de pliage des éléments de carrosserie notamment et vise à recueillir des informations sur le comportement de déformation et la prédisposition à la défaillance des matériaux métalliques lors des processus de formage avec des composantes de flexion dominantes (opérations de pliage, par exemple) ou encore en cas de collision.
La directive est le fruit d’une coopération entre fabricants et fournisseurs de l’industrie automobile visant à établir une norme cohérente pour les applications automobiles.
VDA 238-100 Préparation des éprouvettes et éprouvettes
La qualité de la préparation des éprouvettes a une grande influence sur l’essai. C’est la raison pour laquelle la norme VDA 238-100 prévoit plusieurs étapes pour une préparation minutieuse des éprouvettes. La surface de l’éprouvette doit être propre et les arêtes ébavurées, rectifiées ou traitées d’une autre manière au besoin.
Les éprouvettes prévues pour l’essai de flexion de plaques sont des plaquettes métalliques plates aux dimensions standard de 60 mm × 60 mm. En présence de forces d’essai élevées, la largeur éprouvette peut être réduite en accord avec le donneur d’ordre.
Les matériaux à formabilité élevée peuvent être pré-dilatés afin de permettre une meilleure caractérisation.
VDA 238-100 Exigences de rigidité pour le dispositif d’essai
La rigidité du dispositif d’essai est déterminante pour les résultats d’essai. En cas de faible rigidité, la déformation du dispositif d’essai influe sur l’angle de flexion calculé, c’est-à-dire qu’il est inférieur à ce qu’il devrait être en réalité. « Pour les angles de flexion αconsigne > 130°, la rigidité du dispositif d’essai doit être démontrée. Pour une force de poinçonnage de 3000 N, l’écartement entre les rouleaux ne doit pas augmenter de plus de 0,1 mm » (Source :VDA 238-100:2020-07, Point 4 Prüfapparatur und Prüfmittel, Éditeur : Verband der Automobilindustrie e.V.).
La rigidité élevée exigée est obtenue avec la plus grande précision sur notre dispositif d’essai pour essais de flexion de plaques.
VDA 238-100 Préparation de l’essai
Le dispositif de flexion est positionné dans la machine d’essai de traction afin que les rouleaux soient parallèles et centrés avec une tolérance de ±0,05 mm sous le poinçon de flexion. L’écartement entre rouleaux est défini dans la norme VDA 238-100 en fonction de l’angle de flexion de consigne αconsigne calculé :
| Acier | 2 tm + 0,5 mm | |
| Alliages d’Al | αconsigne ≤ 130° | 2 tm |
| αconsigne > 130° | 2 tm + 0,5 mm pour t ≤ 2,0 mm |
tm = épaisseur éprouvette avant l’essai, t = épaisseur nominale
Les éprouvettes doivent être positionnées de manière symétrique sur les rouleaux afin que la force du poinçon de flexion soit exercée au centre de la distance d’appui. En fonction du matériau et de l’épaisseur de l’éprouvette, le rayon du poinçon de flexion est sélectionné comme suit :
| Acier (Rm ≥ 780 MPa) | 0,4 mm | |
| Alliages d’Al | 0,2 mm pour t ≤ 2,0 mm | 0,4 mm pour t > 2,0 mm |
VDA 238-100 Réalisation de l’essai
L’éprouvette est pliée à des vitesses d’essai définies jusqu’à obtention de l’un des trois critères d’arrêt :
- Chute de force :
Acier = 60 N
Aluminium t ≤ 2,0 mm = 30 N
Aluminium t > 2,0 mm = 60 N - Arrêt en cas de course de la traverse assurant un angle de flexion après la chute de force attendue de 30 N ou 60 N et avant le serrage
- Arrêt en présence d’une augmentation de force significative
Détermination de l’angle de flexion
Pour l’évaluation, la norme VDA 238-100 décrit trois manières de déterminer l’angle de flexion :
- Manuellement (αₘ) selon l’annexe C : l’angle de flexion α est mesuré manuellement à l’aide d’un mesureur d’angle après retrait de l’éprouvette du dispositif de flexion. Dans ce cas de figure, seule la déformation plastique est mesurée.
- Par calcul (α꜀) selon l’annexe D : l’angle de flexion α꜀ est calculé à l’aide d’un logiciel sur la base du mouvement de la traverse et prend en compte à la fois la déformation plastique et la déformation élastique.
- De manière optique (αₒ) selon l’annexe E : l’angle de flexion αₒ est déterminé à l’aide d’un système de caméra très précis lorsque l’éprouvette est soumise à une contrainte. À cet effet, une caméra mesure l’angle de flexion directement sur l’éprouvette lors de l’essai. Lors de cet essai, la déformation plastique et la déformation élastique sont mesurées.
« Notre collaboration étroite avec des leaders du secteur nous permet d’affirmer qu’un angle de flexion élevé représente un critère essentiel pour une qualité élevée du matériau. Pour cela, il est indispensable que le dispositif d’essai présente une rigidité élevée. C’est d’ailleurs ce point en particulier qui était au cœur du développement. Une utilisation simple, rapide et sûre faisait également partie de nos critères. En effet, c’est ainsi que le dispositif peut répondre aux exigences d’une utilisation quotidienne. En collaboration avec nos clients, nous avons testé de manière intensive le dispositif d’essai et l’avons perfectionné. C’est ainsi qu’est né un produit offrant non seulement une précision technique, mais surtout une véritable connaissance pratique. »
Dr Erhard Reimann, responsable produit des systèmes d’essais statiques pour matériaux métalliques
Essai de flexion de plaques selon VDA 238-100 avec ZwickRoell
Le dispositif de flexion de plaques de ZwickRoell a été développé en collaboration avec un grand constructeur automobile. Il répond non seulement aux spécifications de la norme VDA 238-100, mais se prête également parfaitement aux essais quotidiens : simplicité d’utilisation, influence minimale de l’opérateur et assistance intelligente grâce aux options de mesure et d’analyse optiques.
Vous employez également la machine d’essai des matériaux pour d’autres applications ? Il n’est pas nécessaire de démonter le dispositif d’essai. Un adaptateur permet de monter différentes mâchoires ou outillages d’essai directement sur le dispositif de flexion de plaques.
Téléchargements
- Information produit : dispositif de flexion 3 points pour essai de flexion de plaques sur matériaux métalliques PDF 492 KB
- Information produit : machines d’essai des matériaux AllroundLine Z005 à Z100 PDF 1 MB
- Information produit : machines d’essai des matériaux ProLine Z005 à Z100 PDF 1 MB