Qu’est-ce qu’un essai de choc ?

Un essai de choc est conçu pour reproduire les situations dans lesquelles un objet ou un matériau réagit lorsqu’il est soumis à une force de choc qui provoque instantanément la déformation, la fracture ou la rupture complète de l’échantillon. Ces essais évaluent la capacité du matériau à absorber l’énergie lors d’un choc et à résister aux forces qui s’exercent dans ces situations. Ils mesurent la résilience et la résistance aux chocs, qui sont des propriétés essentielles pour garantir la sécurité et la fiabilité d’un large éventail de matériaux et de produits dans différents secteurs.

Cette page donne un aperçu détaillé de ce que sont les essais de choc, de la manière dont ils sont menés et des machines d’essai appropriées.

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Quel est l’objectif des essais de chocs ?

L’objectif principal des essais de choc est d’évaluer le comportement d’un objet ou d’un matériau en présence d’un impact. Ceci est fondamental pour :

Déterminer la capacité d’un matériau à absorber l’énergie et à résister à la déformation en cas de collision.
Identifier et comprendre les points critiques d’un produit ou d’une structure, afin d’en améliorer la conception.
Évaluer et garantir la sécurité des véhicules, des équipements de protection, des matériaux de construction, etc.

Comment se déroulent les essais de choc ?

Pour réaliser un essai de choc, le spécimen est placé dans une structure de support spéciale dont la géométrie et l’orientation sont déterminées par le type d’essai utilisé, puis un poids connu, généralement mais pas toujours sous la forme d’un pendule, est libéré d’une hauteur connue de manière à entrer en collision avec le spécimen sous l’effet d’une force soudaine. Cette collision entre le poids et l’échantillon conduit généralement à la destruction de l’échantillon, mais le transfert d’énergie entre les deux est utilisé pour déterminer la mécanique de rupture du matériau.

Au cours de l’essai, des paramètres clés sont mesurés, notamment la force de l’impact, la déformation de l’échantillon et la quantité d’énergie absorbée. Les données recueillies sont ensuite utilisées pour évaluer les performances du matériau ou du produit.

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Essais Charpy et Izod

Les essais de choc les plus courants sont l’essai Charpy et l’essai Izod. Ces deux essais déterminent essentiellement les mêmes caractéristiques des matériaux, mais diffèrent par l’orientation de l’échantillon d’essai, qui soumet l’échantillon à des contraintes dans différentes directions et implique qu’un poids connu libéré d’une hauteur connue entre en collision avec l’échantillon dans sa structure d’essai.

L’essai Charpy est un test largement utilisé pour mesurer la résilience des matériaux. Ce test consiste à placer un échantillon en forme de V sur un support et à utiliser un marteau suspendu. Le marteau est libéré, frappe l’échantillon et la rupture de l’échantillon est mesurée. La quantité d’énergie absorbée lors de la rupture de l’échantillon est un indicateur clé de la résilience du matériau.
L’essai Izod, quant à lui, est similaire à l’essai Charpy, mais l’échantillon est positionné différemment. Dans cet essai, l’échantillon est fixé horizontalement et le marteau frappe le côté opposé de l’échantillon. Cet essai est utilisé pour évaluer la résistance aux chocs des matériaux fragiles.

Les essais de choc les plus courants

ASTM D1709 – Résistance à l’impact des films plastiques par la méthode de la flèche en chute libre.
ASTM D3763 – Propriétés de perçage à grande vitesse des matériaux plastiques à l’aide de capteurs de charge et de déplacement.
ASTM D5420 – Résistance à l’impact d’un échantillon plat en plastique rigide par impact ponctuel avec un poids tombant (impact Gardner).
ASTM E208 – Test d’impact sur des barres entaillées de matériaux métalliques.
ISO 13802 – Essais Charpy, Izod et de traction.
ISO 148 – Essai d’impact Charpy.
ISO 179 – Détermination des propriétés d’impact Charpy.
ISO 6603 – Détermination du comportement à l’impact de la perforation des matériaux plastiques rigides.
ISO 7765 – Exécution de l’essai de chute de poids pour déterminer la température de transition non ductile des aciers ferritiques (essai Pellini).
ISO 10274 – Essai de déchirure avec chute de poids.

Machine d’essai de choc

Les essais de choc nécessitent l’utilisation de machines d’essai de chocs spécialisées. Ces machines sont conçues pour générer des impacts contrôlés sur des échantillons et mesurer avec précision le changement de propriétés du matériau ou du produit testé. Les machines d’essai de choc sont essentielles pour garantir que les essais sont précis, reproductibles et conformes aux normes.

SÉRIE DW – TOURS DE CHUTE

Les machines d’essai à grande vitesse HTM peuvent être largement utilisées pour les essais sur les matières plastiques. Ils se caractérisent par une vitesse d’essai élevée et des plages de force étendues et peuvent être utilisés de manière flexible dans les essais de traction et de compression. En outre, ils peuvent être équipés d’une chambre climatique pour effectuer des tests à différentes températures.

Caractéristiques

Large gamme d’accessoires
Énergie d’impact 0,2 à 2000J
Lecture continue du taux de chute
Facilité d’utilisation grâce à une interface utilisateur intuitive
Sécurité élevée, grâce à des verrous de porte qui s’activent lorsque la machine est réinitialisée
Système de largage pneumatique du poids de chute
Levage et positionnement automatisés des poids
Hauteur de chute variable
Vitesse de choc jusqu’à 5,0 m/s (jusqu’à 20 m/s avec le système de précontrainte par ressort)
Jeu de poids de chute standard : poids de 0,5 à 10 kg, soit un total de 70 kg
Acquisition de la vitesse de choc à 200 kHz
Taux d’acquisition des signaux de force jusqu’à 10 MHz
Passage rapide de l’équipement d’essai ISO à l’équipement d’essai ASTM et vice versa
Grande variété de pinces et d’accessoires de test dédiés
Intégration de capteurs à jauges de contrainte et de capteurs piézoélectriques