Essai GIc/essai DCB selon ASTM D5528 et ISO 15024

Les éléments d’application des forces de l’éprouvette DCB (Loading Blocks ou languettes de charnière) sont reliés aux mâchoires de la machine d’essai des matériaux. Comme la fissure provoquée à l’extrémité du film de séparation laminé n’est souvent pas assez nette et définit une valeur G1c non représentative, la fissure est d’abord étendue et génère une « pré-fissure » nette. La longueur de la pré-fissure est déterminée de manière précise et l’éprouvette est ensuite entièrement déchargée. En seconde partie de l’essai DCB, l’éprouvette est à nouveau chargée jusqu’à ce que la fissure atteigne l’extrémité des marquages réalisés sur les côtés.

Pour la valeur initiale du taux de libération d’énergie critique (valable pour la pré-fissure et la propagation complète de fissure), trois critères différents sont définis dans la norme ISO 15024 :

• Introduction de la non-linéarité (NL) : en cas de déformation élastique pure des moitiés d’éprouvette, la courbe force/course dans l’essai est d’abord linéaire. La paire de valeur force/course qui déclenche la non-linéarité de la courbe force/course est utilisée pour calculer la valeur initiale.
• Élargissement visible de la fissure (VIS) : la paire de valeur force/course de la courbe force/course qui déclenche de manière visible l’élargissement de la fissure est utilisée pour calculer la valeur initiale.
• Critère de déformabilité (5 % ou max) : pour ce critère, la paire de valeur force/course détermine pour quelle déformabilité la part initialement linéaire de la courbe force/course est réduite de 5 %. Si la force maximale est atteinte avant, cette paire de valeur force/course est utilisée.

Pour la valeur initiale correspondante, la longueur de fissure initiale est utilisée (à partir de la fissure laminée ou à partir de la pré-fissure). Dans l’édition actuelle de l’ASTM D5528, seul le critère de déformabilité est utilisé pour déterminer la valeur initiale du taux de libération d’énergie critique.

Les valeurs de propagation sont déterminées pour les longueurs de fissure et les paires de valeurs force/course correspondantes sur les marquages réalisés sur les côtés. La croissance de la fissure est suivie à l’œil nu sur le côté de l’éprouvette. Il est donc primordial de réaliser l’enregistrement de la force, la course et la longueur de fissure de manière synchronisée.

L’évaluation de la longueur de fissure peut être effectuée manuellement par un utilisateur qui observe la propagation de fissure à l’aide d’une loupe ou via un système d’enregistrement vidéo sur ordinateur.

Pour le calcul de la courbe R (taux de libération d’énergie critique appliqué sur la longueur de fissure, contient des valeurs initiales et de propagation), différentes méthodes d’évaluation sont utilisées dans les deux normes :

• ISO 15024 est composée des calculs conformes à la Corrected Beam Theory (CBT) et à la méthode Modified Compliance Calibration (MCC).
• ASTM D5528 utilise la méthode Compliance Calibration (CC) et liste d’autres méthodes en annexe. La réduction à la méthode CC est réalisée ici afin de garantir la comparabilité entre les valeurs G2c Fracture Toughness calculées selon ASTM D7905 sous charge de mode II.