La caractérisation des matériaux composites nécessite une série d’essais dans différentes conditions de charge, par exemple en traction, compression, cisaillement, flexion et décollement. Instron propose une gamme de dispositifs d’essai sur composites à haute performance, conformes aux exigences des normes d’essai ASTM, ISO, EN et autres.




Amarrages pour essais de traction sur composites

Des types d’amarrages manuels et hydrauliques capables de fonctionner dans une large plage de températures sont disponibles. Les amarrages de blocage manuels et hydrauliques à corps mobile sont recommandés pour les essais de matériaux composites, car ils permettent une préhension fiable des échantillons d’essai tout en maintenant un alignement précis et répétable répondant aux exigences Nadcap pour les essais de matériaux aérospatiaux. Des adaptateurs sont disponibles pour permettre à une gamme de montages d’essai de composites d’être fixés à ces amarrages, ce qui signifie que les amarrages ne doivent pas être retirés lors du changement des montages d’essai, ce qui minimise les perturbations et améliore la productivité.




Dispositifs d’essai de compression des composites avec anti-flambage


Dispositifs d’essai de compression des composites
Section de la jauge supportée

Le dispositif anti-flambage a été conçu à l’origine pour les essais de compression des plastiques rigides selon la norme ASTM D695 et les essais de cisaillement des plastiques renforcés selon la norme ASTM D3846. Boeing a ensuite adapté le dispositif de fixation pour l’utiliser avec des composites à haute résistance, en introduisant un support de base en forme de L pour assurer un alignement précis et cohérent du dispositif de fixation et de l’échantillon. La norme SACMA a repris la conception de Boeing en ajoutant un support alternatif avec une découpe, permettant d’utiliser des jauges de contrainte collées au centre de l’échantillon pour une mesure précise de la contrainte.

Aperçu
Normes communes ASTM D695, ASTM D3846, Boeing BSS 7260, SACMA SRM-1, prEN 2850, ISO 14126
Numéros de catalogue S4931A, CP108932, CP114221, CP114215, CP115010, CP115011, CP114249
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Dispositifs d’essai de compression des composites
Section de jauge non soutenue

Les essais de compression sur composites sans plaques de guidage anti-flambement sont souvent préférés, car la longueur libre non supportée est plus représentative du véritable comportement en compression. Trois montages sont disponibles : IITRI, Wyoming Modified Celanese, et le Combined Loading Compression (CLC).

Aperçu
Normes communes ASTM D6641, ASTM D3410, ISO 14126
Numéros de catalogue CP104483, S4690A, CP105787
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Dispositif d’essai de compression à trou ouvert de Boeing


Dispositifs d’essai de compression des composites
Dispositif d’essai de compression à trou ouvert de Boeing

Le dispositif ASTM D6484/D6484M est utilisé pour réaliser des essais de compression à trou ouvert sur des stratifiés composites multidirectionnels à matrice polymère renforcés de fibres à haut module. Le dispositif d’essai de compression à trou ouvert a été initialement développé par Boeing et est décrit dans la spécification Boeing BSS 7260. L’échantillon d’essai est rectangulaire avec un trou central. Le dispositif consiste en une paire de plaques qui s’entre-verrouillent en guidant et en empêchant l’échantillon de se déformer sous la charge de compression appliquée.

Aperçu
Normes communes ASTM D6484, ASTM D6484M, Boeing BSS 7260
Numéros de catalogue CP113777, CP113778, CP113779, CP113780
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Dispositif de cisaillement Iosipescu, sur poutre entaillée en V


Dispositifs d’essai de cisaillement sur poutre en composite entaillée en V

Les montages d’essai de cisaillement Instron sont conçus pour les essais de cisaillement longitudinal ou interlaminaire des matériaux composites. La méthode des poutres entaillées en V, ou plus communément appelée méthode de cisaillement Iosipescu, a été normalisée dans la norme ASTM D5379 en 1993, tandis que la méthode de cisaillement avec rails entaillés en V a été introduite plus récemment, en 2005, dans la norme ASTM D7078. Les deux méthodes d’essai partagent de nombreuses caractéristiques communes et présentent les encoches en V distinctives dans la conception de l’échantillon, qui servent à créer une zone de contrainte de cisaillement localisée et approximativement uniforme entre les encoches. Il est important de noter que les deux montages de l’ASTM D7078 et D5379 diffèrent dans la conception de leurs échantillons et dans la manière dont la charge est appliquée et, par conséquent, le type de résultats obtenus n’est pas le même.

Aperçu
Normes communes ASTM D5379, ASTM D7078
Numéros de catalogue S4685A, CP105207
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Cisaillement à rail pour les composites selon la norme ASTM D4255

La norme ASTM D4255 décrit les méthodes à 2 et 3 rails pour déterminer la résistance au cisaillement longitudinal d’un panneau stratifié composite. Dans l’essai à 2 rails (méthode A), un échantillon de panneau stratifié est serré entre les plaques de chargement et les fourches, puis soumis à une charge de cisaillement. La mesure de la déformation de cisaillement nécessite l’utilisation de jauges de contrainte sur l’échantillon. Deux types de dispositifs sont disponibles : l’un fonctionnant en mode compression et l’autre en mode traction. Un modèle d’échantillon est inclus pour assurer le positionnement précis des trous dans l’échantillon.

Aperçu
Norme commune ASTM D4255
Numéros de catalogue S4695A, S4695B
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Dispositif de pliage en flexion et en cisaillement interlaminaire

Dispositif modulaire pour les essais de flexion et de résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS) pour une large gamme de normes. Capable de fonctionner de -70 à +250 °C (-94 à +482 deg F).

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Normes communes ASTM D2344, ASTM D2344M, ASTM D790, ASTM D7264, EN 2377, EN 2562, EN 2563, ISO 14125, ISO 14130
Numéros de catalogue CP107574, CP106695, CP111636, CP112749, CP107666,CP106948, CP108956, CP106702, CP110860, CP108199
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Dispositif de compression après impact pour Boeing


Compression après impact
Dispositif « Boeing CAI »

Le dispositif « Boeing CAI » est utilisé pour tester la résistance à l’impact des stratifiés composites en carbone et autres polymères renforcés en fibre. Ces matériaux sont sujets à une forte baisse de la résistance à la compression, même lorsque la charge d’impact est insuffisante pour causer des dégâts visibles. L’essai de compression après impact est largement utilisé pour évaluer les performances respectives de différents composites stratifiés avec différentes combinaisons de matrices de fibres. Les stratifiés sont soumis à une charge d’impact à faible vitesse simulant des chutes d’outils et des débris volants ou peuvent être soumis à une indentation statique perpendiculaire (ASTM D6264/D6264M). Les échantillons subissent ensuite un essai de compression après impact (CAI) sur une machine d’essai électromécanique ou servo-hydraulique.

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Normes communes ASTM D7137/7137M, Boeing BSS 7260
Numéros de catalogue S5385A, CP103712
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Dispositif de compression d’impact d’Airbus


Compression après impact
Airbus AITM 1-0010

Le dispositif “Airbus CAI” est utilisé pour tester la résistance à l’impact des stratifiés composites en carbone et en plastique renforcé par d’autres fibres (CFRP). Ces matériaux sont sujets à une forte baisse de la résistance à la compression, même lorsque la charge d’impact est insuffisante pour causer des dégâts visibles. L’essai de compression après impact est largement utilisé pour évaluer les performances respectives de différents composites stratifiés avec différentes combinaisons de matrices de fibres. Dans la première partie de l’essai, les stratifiés sont soumis à une charge d’impact à faible vitesse simulant des chutes d’outils et des débris volants. Les échantillons subissent ensuite un essai de compression après impact (CAI) sur une machine d’essai électromécanique ou servo-hydraulique.

Aperçu
Norme commune AITM 1-0010
Référence du catalogue CP105079
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Dispositif de résistance à la traction à plat sur assemblages en sandwichs selon la norme ASTM C297


Essai de traction à plat sur assemblages en sandwichs

La norme ASTM C297 décrit une méthode permettant de déterminer la résistance de liaison entre une face de revêtement et le cœur d’un assemblage construit en sandwich ou seulement la résistance du cœur de l’assemblage si la résistance d’adhésion entre le revêtement et le cœur est suffisamment forte. L’échantillon est collé à des blocs d’adhésion épais, puis soumis à une charge de traction appliquée par l’intermédiaire des blocs. Chaque moitié du dispositif de test comprend une double fourche flexible pour garantir que l’application d’une charge axiale pure sur l’échantillon a été effectuée. Le dispositif peut être utilisé pour tester une variété de matériaux en assemblage en sandwichs différents, y compris les structures du cœur en nid d’abeille et les structures du cœur continues, comme la mousse ou le bois de balsa.

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Norme commune ASTM C297
Numéros de catalogue 2505-013, 2505-015, S4683A
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Assemblages en sandwich
Cisaillement à plat selon ASTM C273

La norme ASTM C273 décrit une méthode permettant de déterminer la résistance au cisaillement d’un panneau avec un cœur assemblé en sandwich. L’échantillon de l’essai est collé à des blocs d’adhésion épais, il est soumis à une charge de traction appliquée par l’intermédiaire des blocs. Deux types de dispositifs sont disponibles : l’une fonctionnant en mode tension et l’autre en mode compression. Les deux appareils sont fournis avec des blocs de chargement en acier de carbone. Le dispositif peut être utilisé pour tester une variété de matériaux en assemblage en sandwichs différents, y compris les structures du cœur en nid d’abeille et les structures du cœur continues, comme la mousse ou le bois de balsa.

Aperçu
Norme commune ASTM C273
Numéros de catalogue S4681A, S4682A
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Appareil à tambour tirant pour le décollement

Le test de décollement pour les adhésifs avec l’appareil à tambour tirant mesure la force du lien adhésif entre le cœur en nid d’abeille et le revêtement d’un panneau.

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Normes communes ASTM D1781, EN 2243-3
Numéros de catalogue S4680A, S4680C, CP108963
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Adaptateur électrique pour les jauges de contrainte de 120 et 350 ohms


Adaptateurs de jauges de contrainte de 120 et 350 ohms

Du secteur aérospatial à la construction, les jauges de contrainte sont utilisées dans une variété d’industries pour mesurer la contrainte dans les essais de matériaux et de structures. Ces adaptateurs de jauge de contrainte permettent d’utiliser une seule jauge de contrainte avec n’importe quel capteur de contrainte standard Instron. L’adaptateur pour jauges de contrainte contient des résistances de complétion nécessaire aux mesures en demi-pont et un circuit d’étalonnage électrique. Les fils des jauges de contrainte sont reliés à l’adaptateur par une borne à ressort. Les connexions à jauge de contrainte à 2 et 3 fils sont prises en charge. L’adaptateur est compatible avec les jauges de contrainte dont le facteur de jauge est compris entre 1,5 et 2,5. Plusieurs jauges de contrainte nécessitent plusieurs adaptateurs, qui peuvent être utilisés jusqu’au nombre maximum de capteurs de contrainte montés sur la machine d’essai.

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Numéros de catalogue 2210-891, 2210-892
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Extensomètre biaxial

Une gamme d’extensomètres biaxiaux et axiaux pour mesure moyenne sont optimisés pour mesurer la déformation lors des essais de composites. Ces extensomètres se caractérisent par une utilisation simple, d’une seule main, et intègrent un calibrage électrique automatique et une reconnaissance du transducteur, y compris un numéro de série numérique unique. Tous les extensomètres mesurent la déformation axiale des deux côtés de l’échantillon. L’utilisation de la mesure de la moyenne de la déformation axiale corrige toute erreur de flexion de l’échantillon due à un mauvais alignement, elle permet une détermination cohérente et précise du module. Les versions biaxiales mesurent la déformation latérale, ce qui permet de déterminer le coefficient de Poisson et la contrainte de cisaillement longitudinal.

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Normes Répond aux normes ASTM E82 B-1, ISO 9513 grade 0,5 et ISO 527 (annexe C)
Référence du catalogue 2650-561
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