Article

1 - PRÉPARATION DES ÉPROUVETTES ET DÉTERMINATION DES PROPRIÉTÉS

2 - DÉTERMINATION DU COMPORTEMENT MÉCANIQUE INSTANTANÉ

Article de référence | Réf : AM3510 v1

Essais mécaniques des plastiques - Caractéristiques instantanées

Auteur(s) : Patricia KRAWCZAK

Date de publication : 10 juil. 1999

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF ISO 5893 (T46-200) citée dans cet article a été modifiée par la norme NF ISO 5893/A1 Appareils d'essai du caoutchouc et des plastiques - Types pour traction, flexion et compression (vitesse de translation constante) - Spécifications - Amendement 1 (décembre 2020).
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2103 (Mars 2021).

25/11/2021

La norme NF EN ISO 179-2 d'août 1999 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 179-2 (T51-035-2) : Plastiques - Détermination des caractéristiques au choc Charpy - Partie 2 : essai de choc instrumenté (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2007 (Septembre 2020).

09/10/2020

Les normes ISO 180 de décembre 2000, ISO 180/A1 de décembre 2006 et ISO 180/A2 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 180 (T51-911) : Plastiques - Détermination de la résistance au choc Izod (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).

La norme NF ISO 5893 de janvier 2016 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF ISO 5893 (T46-200) : Appareils d'essai du caoutchouc et des plastiques - Types pour traction, flexion et compression (vitesse de translation constante) - Spécifications (Révision 2019)

Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1912 (Janvier 2020).

24/02/2020

La norme NF EN ISO 527-1 d'avril 2012 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-1 (T51-034-1) : Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 1: Principes généraux (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1909 (Octobre 2019).

03/12/2019

Les normes ISO 178 de décembre 2010 et ISO 178/A1 d'avril 2013 citées dans cet article ont été remplacées par la norme ISO 178 "Plastiques - Détermination des propriétés en flexion" (Révision 2019)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1904 (avril 2019).

25/06/2019

Les normes NF EN ISO 294-2 de novembre 1998 et NF EN ISO 294-2/A1 de décembre 2005 cités dans cet article ont été remplacées par la norme NF EN ISO 294-2 (T51-294-2) "Plastiques - Moulage par injection des éprouvettes de matériaux thermoplastiques - Partie 2: Barreaux de traction de petites dimensions"

La norme NF EN ISO 2818 de juillet 1997 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 2818 "Plastiques - Préparation des éprouvettes par usinage" (Révision 2018)

La norme NF EN ISO 527-3 d'octobre 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 527-3 (T51-034-3) "Plastiques - Détermination des propriétés en traction - Partie 3 : Conditions d'essai pour films et feuilles" (Révision 2018)

 Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1812 (décembre 2018).

26/02/2019

La norme NF EN ISO 844 (T56-101) du 24/10/2014 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN ISO 844 d'avril 2021 : Plastiques alvéolaires rigides - Détermination des caractéristiques de compression
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2105 (Mai 2021).

14/12/2021

Auteur(s)

  • Patricia KRAWCZAK : Docteur Ingénieur - Enseignant-chercheur au Département Technologie des Polymères et Composites de l’École des Mines de Douai

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Avec des taux de croissance annuels supérieurs aux taux moyens de l’industrie, les matières plastiques (ou polymères) ont vu leur champ d’application s’étendre, notamment dans des milieux où les notions de fiabilité et de coût prévalent. La tendance actuelle est à l’intégration dans les circuits de production d’outils performants de conception et d’assurance de la qualité, allant jusqu’à une véritable ingénierie assistée par ordinateur (IAO), qui permet, grâce à la modélisation, de réduire, voire même d’éviter, le passage de pièces prototypes au banc d’essai.

Ces outils ne peuvent cependant être pleinement efficaces que si les données de caractérisation et de comportement des matériaux utilisés pour produire les pièces existent, s’inscrivent parfaitement dans les conditions d’application prévues, et sont ainsi susceptibles d’alimenter des banques de données informatisées pour contribuer au dimensionnement des structures ou servir de référence dans un plan de contrôle de production.

Dans ce contexte industriel moderne de conception de pièces, les essais mécaniques à l’état solide revêtent une importance accrue dans la mesure où ils définissent la pertinence des données sur lesquelles les industriels s’appuient.

Ces essais spécifient l’ensemble des moyens expérimentaux destinés à mesurer certaines propriétés dans des conditions de sollicitation mécaniques bien définies, avec si nécessaire, action combinée de paramètres d’environnement (température, humidité, liquide, gaz). Ils ont pour objectif la détermination :

  • de lois de comportement mécanique complètes des matériaux, fonctions générales reliant une cause (par exemple un champ de forces) à un effet (par exemple un champ de déformations) et présentant certains seuils au-delà desquels le matériau ne conserve plus sa fonctionnalité ;

  • des caractéristiques mécaniques élémentaires, points singuliers des lois de comportement (modules, allongements et contraintes aux seuils critiques tels que non-linéarités, écoulement, rupture).

Il s’agit là en fait d’un principe de caractérisation qui est beaucoup plus complexe dans la réalité expérimentale, notamment pour les polymères pour lesquels la loi de mise en charge en fonction du temps doit toujours être parfaitement précisée du fait de leur caractère viscoélastique prononcé. Il convient de garder à l’esprit qu’avec certaines méthodes d’essais empruntées aux métaux, le facteur temps n’est pas explicitement pris en compte, ce qui peut conduire à des interprétations erronées.

Suivant les cas et selon l’objectif poursuivi, on réalisera (figure 1) :

  • des essais instantanés ;

  • des essais à long terme [AM 3 511] ;

  • des essais de mécanique de la rupture [AM 3 511] ;

  • des essais de spectroscopie mécanique (rhéologie à l’état solide) [AM 3 512] ;

  • des essais thermomécaniques volumiques ou superficiels [AM 3 512].

L’ensemble, relatif aux essais mécaniques des plastiques, est divisé en trois articles. Le premier Essais mécaniques des plastiques- Caractéristiques instantanées présente les méthodes et l’ensemble des moyens expérimentaux à mettre en œuvre pour déterminer les lois de comportement et les caractéristiques (points singuliers) mécaniques instantanées des polymères. Le deuxième Essais mécaniques des plastiques- Caractéristiques à long terme et ténacité traite du comportement à long terme et des caractéristiques d’amorçage et de propagation de fissures. Le troisième Essais mécaniques des plastiques- Essais rhéologiques et thermiques porte sur les caractéristiques rhéologiques et thermomécaniques de volume et de surface.

Les essais mécaniques propres aux plastiques renforcés (composites) sont traités séparément dans l’article [11].

D’une manière générale, on attirera l’attention sur le fait que les propriétés mécaniques des plastiques dépendent de multiples facteurs externes ou internes.

  • Les paramètres externes sont liés aux conditions de sollicitation et d’environnement, et interviennent directement comme conditions d’essais :

    • température, vitesse, temps, fréquence, type et niveau de sollicitation ;

    • environnement (agents liquides ou gazeux, radiations...).

  • Les paramètres internes sont liés à la structure et à la composition du matériau. Outre la nature chimique du polymère et de ses adjuvants, on peut citer :

    • l’anisotropie due aux orientations des macromolécules, charges ou fibres ;

    • le caractère amorphe ou cristallin (taux et géométrie des cristallites) ;

    • l’état de polymérisation ou de réticulation ;

    • l’hétérogénéité d’épaisseur ;

    • la présence de défauts ;

    • les tensions internes ;

    autant de paramètres résultant de l’histoire thermomécanique du matériau, donc des conditions de sa transformation (séchage, pression, température, vitesse, facteurs géométriques liés à l’outillage, refroidissement).

On notera enfin que, bien que leur dénomination soit identique, les essais mécaniques peuvent différer par la géométrie et les dimensions des échantillons testés, la nature et les dimensions des dispositifs de fixation et de sollicitation, les moyens de mesure utilisés, d’où l’intérêt de suivre les normes établies dans le domaine.

Dans cette première partie, on s’intéressera aux essais instantanés (à court terme), dont l’objectif est la mesure des modules (caractéristiques linéaires ou élastiques) et des allongements et résistances en traction, flexion, compression, cisaillement, choc (caractéristiques à la rupture), autant de données figurant désormais couramment dans les fiches techniques, catalogues et banques de données informatisées, mais dont l’intérêt se limite au contrôle qualité et au choix préliminaire de matériaux.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-am3510


Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GERARD (P.) -   Maîtrise et optimisation de l’anisotropie et de l’hétérogenéité des polymères thermoplastiques renforcés de fibres de verre courtes, moulés par injection.  -  Thèse de Doctorat, Lille I / École des Mines de Douai, oct. 1998.

  • (2) - LAFRANCHE (E.) -   Influence de l’histoire thermomécanique locale sur les précision et stabilité dimensionnelles de pièces injectées en thermoplastique.  -  Thèse de Doctorat, Lille I / École des Mines de Douai, déc. 1996.

  • (3) - DEBONDUE (E.) -   Les mécanismes de formation des défauts en moulage par injection des polymères et leur incidence sur le comportement des pièces : Application aux lignes de soudure de flux d’écoulement.  -  Thèse de Doctorat, Lille I / École des Mines de Douai, oct. 1997.

  • (4) - DESSARTHE (A.), CARAYOL (M.) -   Usinage des matières plastiques, des matériaux composites et des élastomères.  -  Centre Technique des Industries Mécaniques, Nantes, 140 p., 1996.

  • (5) - OBERBACH...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Plastiques et composites

(395 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS