ASTM D638 : le guide ultime des essais de traction sur plastique

ALIGNEMENT DES ÉPROUVETTES

Pour assurer un essai réussi, les éprouvettes doivent être maintenus perpendiculairement aux faces de la mâchoire et ne pas êtres inclinés. Des éprouvettes mal alignés peuvent entraîner une variation majeure des résultats et il convient donc de veiller à ce que les éprouvettes soient toutes alignées de manière cohérente pour chaque essai. Il est possible d’éviter un mauvais alignement en utilisant une taille de mâchoire proche de la largeur de l’é ce qui permet d’ajuster visuellement l’alignement plus facilement. Mais la façon la plus simple d’empêcher le mauvais alignement est d’utiliser un dispositif d’alignement d’éprouvette qui se monte directement sur les mâchoires. Il s’agit d’une barre simple qui fournit un point d’arrêt réglable afin que les opérateurs puissent facilement vérifier que l'alignement de léprouvette.

Lorsque les mâchoires sont serrées sur les éprouvettes en plastique en préparation de l’exécution d’un essai, des forces de compression indésirables sont souvent appliquées. Ces forces, bien que réduites, peuvent interférer avec les résultats des essais si elles ne sont pas traitées correctement: il est important qu’elles ne soient pas équilibrées après l’insertion de l’éprouvette, car cela entraînerait un décalage des résultats. Le logiciel de Bluehill Universal peut être programmé pour normaliser les forces sur plusieurs éprouvettes et éliminer tout relâchement ou force de compression, garantissant ainsi des résultats homogènes entre les éprouvettes. Sur les machines d’essais universelles de la série 6800, nous recommandons également l’utilisation du système de protection des éprouvettes qui est conçu pour éviter d’endommager l’éprouvette ou le système pendant la phase de réglage d’un essai et avant que ses limites opérationnelles ne soient définies. Lorsque l’appareil est allumé, la protection de l’éprouvette ajuste automatiquement la traverse afin de maintenir les forces indésirables en-deçà une certaine limite.

Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur la fonction de protection de l’éprouvette.

EXTENSOMÈTRES POUR LES ESSAIS DE TRACTION

Le module d’élasticité, qui est le taux d’étirement ou de déformation subis par l’éprouvette en réponse à la force de traction, est l’un des types de données les plus importants recueillis au cours de l’essai de traction du plastique selon la norme ASTM D638. Les utilisateurs ont besoin d’un dispositif de mesure de contrainte approprié, un extensomètre, pour recueillir ces données. Les extensomètres pour mesurer le module doivent être conformes à la norme ASTM E83 Classe B-2.

Plusieurs options d’extensomètre sont également disponibles en fonction des besoins de votre laboratoire. Le plus simple est un extensomètre clipsable à longueur de jauge fixe de la série 2630. Un opérateur doit le clipser directement sur l’éprouvette au début de chaque essai et le retirer après que l’éprouvette ne s’étire ou avant qu’il ne se rompe. En cas d'essai pour le coefficient de Poisson, un extensomètre transverse doit également être ajouté pour mesurer la variation de largeur dans la zone élastique de l’éprouvette. Un extensomètre transverse autonome peut être utilisé pour compléter un extensomètre à clipser ou automatique existant, ou un dispositif biaxial peut être utilisé pour mesurer simultanément la déformation transversale et axiale.

L’AutoX750 est un extensomètre qui se fixe automatiquement à l’éprouvette sans intervention de l’opérateur. Ce système est utile dans les laboratoires qui ont besoin d’un débit élevé, cela ils élimine la manipulation par l’opérateur qui prend beaucoup de temps mais permit d'obtenir un positionnement plus précis sur un grand nombre d’éprouvettes. Un positionnement précis permet d’obtenir des valeurs de module plus reproductibles. En cas d'essai à l’aide d’autres normes, comme la norme ASTM D790, les extensomètres automatiques offrent également la flexibilité d’utiliser différentes longueurs de jauge avec un seul dispositif. Souvent, les plastiques testés sont finalement destinés à être utilisés dans des conditions non ambiantes. Pour simuler ces applications d’utilisation finale, l’essai selon la norme ASTM D638 est effectué à l’intérieur d’une chambre de température où un chauffage ou un refroidissement (LN2 ou CO2) peut être appliqué. Dans ces cas, un Extensomètre vidéo avancé sans contact (AVE2) est l’option recommandée. L’AVE 2 permet de collecter les données du module sans que l’opérateur n’ait besoin d’ouvrir ou de fermer la chambre, ce qui cause des fluctuations de température pendant l’essai.

CALCULS ET RÉSULTATS

Lors de la présentation des résultats d’essais, il est important de s’assurer que les modalités sont correctement définies afin de garantir la conformité à la norme et de faciliter la comparaison des données entre différents laboratoires. L’erreur la plus fréquente dans les rapports de données est de signaler les valeurs de déformation à l’aide d’un source incorrecte (l’extensomètre au lieu de la traverse), ce qui peut entraîner des résultats considérablement différents.

Les normes d'essai des matières plastiques font référence à un terme appelé déformation nominale, qui est définie différemment selon la méthode d’essai utilisée. Pour ASTM D638, la déformation nominale est définie comme la déformation mesurée à partir du déplacement de la traverse et non pas de l’extensomètre. En effet, le plastique ne se rompt pas de façon homogène et la déformation est souvent concentrée sur une petite partie de l'éprouvette, non proportionnée, une propriété connue sous le nom de « striction ». Pour tous les matériaux présentant un point de striction ou d’étirement, le pourcentage d’élongation à la rupture ne peut pas être mesuré par l’extensomètre, car la striction peut se produire en dehors de la longueur de référence de l’extensomètre. Par conséquent, une déformation nominale doit être utilisée pour signaler le pourcentage d’allongement à tout moment après l’étirement. L’utilisation d’un extensomètre pour la déformation à la rupture n’est acceptable que si la déformation est homogène dans l’échantillon et ne présente pas de striction ou d’étirement.

LE MODULE

Les plastiques qui présentent différents comportements peuvent nécessiter l’utilisation de différents calculs de module pour saisar correctement la partie élastique du test. La plupart des logiciels d'essais modernes permettent la personnalisation des calculs de module. Comprendre comment le module est calculé est essentiel pour garantir la cohérence des résultats.

Pour un matériau qui ne présente pas une partie linéaire réelle, un module sécant est généralement recommandé, créant une ligne de module entre zéro et tout point défini par l’utilisateur sur la courbe. Les calculs de module sécants forment une ligne de meilleur ajustement possible entre un point de départ et un point d'ariveé spécifiés et effectuent un ajustement par la méthode des moindres carrés. Le plus souvent, un calcul du module de Young est utilisé, déterminant la pente sur plusieurs régions et signalant la pente la plus abrupte par l’ajustement des moindres carrés. Bluehill Universal permet aux utilisateurs de définir un certain nombre de régions ou d’utiliser le calcul du module de Young automatique.