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Essai de traction haute-vitesse / essai haute-vitesse

SEP 1230, DIN EN ISO 26203-2, ISO 18872, ISO 6603-2, SAE J2749 Nov2008

Le comportement Ă  rupture des matĂ©riaux est connu pour ĂȘtre dĂ©pendant la vitesse de chargement. Les essais de traction haute-vitesse Ă©galement appelĂ©s essais haute-vitesse permettent de caractĂ©riser les propriĂ©tĂ©s de traction des mĂ©taux ou des plastiques Ă  Ă  haute-vitesse de dĂ©formation. Ces paramĂštres sont particuliĂšrement prĂ©cieux pour la simulation de crash.

Lors de l'essai de traction haute-vitesse, des essais de traction sont rĂ©alisĂ©s sur Ă©prouvettes en haltĂšre plates Ă  des vitesses de sollicitation pouvant atteindre 20 m/s. L'utilisation d'une mesure directe de la dĂ©formation sur l'Ă©prouvette est en outre possible, permettant ainsi la crĂ©ation de diagrammes de contrainte-allongement intĂ©ressants. 

Les essais de traction haute-vitesse sont rĂ©alisĂ©s avec une machine d’essai haute-vitesse. Ces machines d’essais servohydrauliques approchent les Ă©prouvettes Ă  des vitesses de dĂ©formation de 20 m/s pour des forces allant jusqu'Ă  160 kN.

Les crash-tests sont utilisés dÚs la phase de conception

On sait depuis longtemps que les propriétés mécaniques et techniques des matériaux dépendent - entre autres - de la vitesse de sollicitation, c'est-à-dire de la vitesse de déformation. Dans la pratique, les charges ou sollicitations brutales conduisent toutefois souvent à la défaillance des composants. Les concepteurs engagés dans le développement d'automobiles résistantes aux chocs ont rapidement découvert que l'utilisation de valeurs caractéristiques de matériaux obtenues lors d'essais quasi-statiques produisait des résultats erronés. Ce n'est qu'en utilisant les données des essais de traction haute-vitesse qu'il a été possible d'atteindre un bon niveau de corrélation entre simulation numérique la réalité.

La simulation numérique étant de plus en plus utilisée pour concevoir des procédés de formage (formage de la tÎle, forgeage), il est essentiel de connaßtre la dépendance de la courbe d'écoulement à la vitesse de formage. Dans ce contexte, les discussions entre les scientifiques des matériaux sont toujours centrées sur les vitesse de déformation. Comme celles-ci dépendent de la forme de l'éprouvette o, elles ne sont pas adaptées à la spécification d'une caractéristique de la machine. C'est pourquoi les fabricants de machines spécifient une vitesse de piston.

La relation entre haute-vitesse de déformation et vitesse de piston v est la suivante:

Ï” = (Δϔ / Δt) = (Δl / l0) x (l / Δt) = (v / l0)

L’essai de traction haute-vitesse

Essai de traction haute-vitesse à 1000 °C avec une machine d’essai haute vitesse 160 kN / 20 m/s

Normes pour les essais de traction haute-vitesse

  • SEP 1230: DĂ©termination des propriĂ©tĂ©s mĂ©caniques sur tĂŽles Ă  haute-vitesse de dĂ©formation dans l’essai de traction haute-vitesse
  • DIN EN ISO 26203-2: MatĂ©riaux mĂ©talliques – Essai de traction Ă  vitesse de dĂ©formation Ă©levĂ©e – Partie 2: SystĂšmes servohydrauliques et autres systĂšmes
  • ISO 18872: Plastiques – DĂ©termination des propriĂ©tĂ©s en traction Ă  haute-vitesse de dĂ©formation
  • ISO 6603-2: Plastique – DĂ©termination du comportement des plastiques rigides perforĂ©s sous l'effet d'un choc – Partie 2: Essais de choc instrumentĂ©s
  • SAE J2749 Nov2008: Essai de traction Ă  haute-vitesse de dĂ©formation sur polymĂšres

Acquisition de données mesurées

Lors des essais de traction haute-vitesse, les Ă©prouvettes sont frĂ©quemment Ă©quipĂ©es de jauges de contrainte permettant d’obtenir une mesure de force plus prĂ©cise. Pour ce faire, l'Ă©prouvette est appliquĂ©e dans une plage de dĂ©formation Ă©lastique, sur deux cĂŽtĂ©s, avant et arriĂšre, avec des jauges de contrainte qui sont connectĂ©es en diagonale comme un demi-pont. Le signal de mesure obtenu prĂ©sente alors sensiblement moins d'oscillations que le signal de force du capteur de force piĂ©zoĂ©lectrique.
Pour une mesure plus prĂ©cise de la dĂ©formation, l’éprouvette pourra, de plus, ĂȘtre appliquĂ©e dans la section d'essai avec jauges de contrainte. Une jauge de contrainte est collĂ©e pour ce faire en quart de pont. Pour parer Ă  des temps d’essais trĂšs courts, quelques milliĂšmes de seconde seulement, des amplificateurs de mesure trĂšs rapides ainsi qu'une carte transitoire supplĂ©mentaire seront nĂ©cessaires.

Produits pour l’essai de traction haute-vitesse

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