Essais de fatigue dynamique
Introduction
Une machine d'essai dynamique effectue des essais mécaniques à chargement répété. Là où une machine d'essai de traction appliquerait une charge quasi statique pour mesurer la limite d'élasticité et la résistance à la traction maximale jusqu'à ce que l'échantillon atteigne son point de rupture, une machine d'essai dynamique sollicite généralement un matériau dans sa région élastique avec des charges cycliques jusqu'à ce que l'échantillon se rompe par fatigue. Les types d'essais typiques comprennent la fatigue à grand nombre de cycles, la fatigue à faible nombre de cycles, la mécanique de la rupture, y compris la préfissuration, la fatigue thermo-mécanique et les essais simulés tels que les chaussures de sport, les auto-injecteurs ou les stents. Les machines d'essai dynamique utilisent diverses technologies, notamment des vérins servohydrauliques, des servomoteurs électriques et des moteurs électriques linéaires.
Machine d'essai dynamique
Composants et pièces
Les essais de fatigue sont effectués sur des machines d'essai dynamique. Une machine d'essai dynamique se compose d'un bâti d'essai équipé d'un capteur de force, d'un logiciel d'essai et de mâchoires et accessoires spécifiques à l'application, tels que des extensomètres. Le type de matériau testé déterminera le type d'accessoires nécessaires, et une seule machine peut être adaptée pour tester n'importe quel matériau dans sa plage de force en changeant simplement les fixations.
Machine d'essai dynamique
- Bâti de charge
Les bâtis de charge des machines d'essai dynamique peuvent être servohydrauliques, servo-électriques ou linéaires-électriques, selon leur capacité de force et leurs performances dynamiques. - Logiciel
Le logiciel d'essai permet aux opérateurs de configurer la machine, de créer des méthodes d'essai, d'exécuter l'essai et d'exporter les résultats. - Capteur de force
Le capteur de force est un transducteur qui mesure la force appliquée à l'échantillon d'essai. Les Dynacell d'Instron, brevetés, intègrent également des accéléromètres pour éliminer les erreurs de charge introduites par l'inertie lors des essais dynamiques à grande vitesse. - Mâchoires et fixations
Une large gamme de mâchoires et de fixations est disponible pour des échantillons de différents matériaux, formes et tailles. - Mesure de la déformation
Certaines méthodes d'essai nécessitent la mesure de l'allongement d'un échantillon sous charge. Instron fournit plusieurs dispositifs avec et sans contact adaptés à la mesure et au contrôle de la déformation dynamique.
Les machines d'essai dynamique sont disponibles dans une variété de tailles différentes, avec des capacités de force allant de 1000 N à 5 MN et des performances dynamiques de 1 Hz à 100 Hz. La plupart des essais dynamiques à faible force sont effectués sur une machine à moteur électrique linéaire, tandis que les applications à force plus élevée nécessitent des bâtis et des vérins servohydrauliques. Les systèmes ElectroPuls® d'Instron sont disponibles dans des gammes de capacité de 1000 N à 20 kN et peuvent effectuer un large éventail de types d'essais différents, y compris la traction-traction, la traction-compression, la compression-compression, la fatigue par flexion et un large éventail de normes biomédicales. Les systèmes servohydrauliques d'Instron sont conçus pour des essais de plus grande capacité, de 25 kN à 5 MN, pour tester des matériaux plus résistants et des composants plus grands tels que les aciers à haute résistance et les composites avancés.
Normes d'essais dynamiques
Normes pour les essais de plastiques, d'élastomères et de métaux
La plupart des essais dynamiques sont effectués selon des normes établies publiées par des organismes de normalisation tels que l'ASTM et l'ISO. Les normes d'essai prescrivent des paramètres d'essai et des résultats acceptables pour différents types de matières premières telles que les métaux, les plastiques, les élastomères, les textiles et les composites, ainsi que pour les produits finis tels que les dispositifs médicaux, les pièces automobiles et l'électronique grand public. Ces normes garantissent que les matériaux et les produits entrant dans la chaîne d'approvisionnement présentent des propriétés mécaniques prévisibles et ne sont pas susceptibles de défaillir dans leur utilisation finale prévue. Étant donné que les coûts et les implications en matière de sécurité d'une défaillance de produit ne peuvent être sous-estimés, les entreprises sont encouragées à investir dans des équipements d'essai précis et de haute qualité, conçus pour les aider à déterminer facilement si leurs produits répondent ou non aux normes applicables.
ASTM E647 / E399 / E1820
Les modules Bluehill Fracture prennent en charge toutes les normes d'essai courantes (ASTM, ISO et BS) pour la propagation des fissures, la rupture ductile et fragile, les mesures de longueur de fissure et les géométries d'échantillons. Les utilisateurs peuvent effectuer des essais selon des normes prédéfinies (par exemple, ASTM E647, ASTM E399, ASTM E1820, ISO 12135).
ISO 14801
Avec une gamme de tailles et de géométries d'implants, les implants dentaires angulés peuvent être montés dans un montage à angle variable pour les essais selon la norme ISO 14801. Le montage doit garantir que la fixation ne contraint pas excessivement l'implant ni ne génère de forces latérales importantes susceptibles d'endommager le capteur de force ou la machine d'essai. Les implants dentaires pré-angulés doivent être testés à l'air ambiant à une fréquence de 15 Hz.
ASTM F1717
La fixation rachidienne Instron est conçue pour répondre aux exigences de la norme ASTM F1717-12. Conformément à la norme, les blocs en UHMWPE sont fixés à la fixation rachidienne. La conception des blocs peut différer, selon l'application clinique à l'emplacement rachidien prévu. La manière dont les blocs sont connectés à la fixation permet un degré de liberté lors de l'exécution d'essais de compression par flexion, de traction par flexion et de torsion.
Réglage
Moins de configuration, plus d'essais
Le réglage basé sur la rigidité est une méthode révolutionnaire pour régler votre système d'essai de fatigue, qui améliore la convivialité de votre machine et contribue à améliorer la précision de vos données. Le nouveau processus est simple pour tous les utilisateurs, et sans pré-cyclage de l'échantillon, il contribue à rendre vos données plus fiables et reproductibles.
Processus plus rapide
Plus de 75 % de gain de temps grâce à la technique de réglage brevetée
Plus accessible
Un processus simple renforce la confiance des utilisateurs et réduit la dépendance vis-à-vis des experts
Pas de pré-cyclage
Aucun dommage à l'échantillon avant le début de votre essai
Précision améliorée
Un système parfaitement réglé contribue à garantir des données fiables et des pics précis