ISO 3386 Déformation en compression
L’ISO 3386 définit une méthode pour la détermination des caractéristiques de contrainte-déformation (en compression) des plastiques alvéolaires souples. L’ISO 3386-1 traite des matériaux polymères alvéolaires souples ayant une densité jusqu’à 250 kg/m3, tandis que la partie 2 (ISO 3386-2) examine principalement les polymères ayant une densité supérieure à 250 kg/m3.
La déformation en compression représente la résistance à la compression opposée par une éprouvette en plastique alvéolaire souple de dimensions normalisées à une déflexion sur toute sa surface de 65 %, 40 % et 25 % de sa hauteur initiale, dans des conditions environnementales spécifiées. La déformation en compression est indiquée en kilopascals (kPa = 10³N/m²). Plus la valeur de déformation en compression du plastique alvéolaire est élevée, plus celui-ci est solide.
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Normes sur la déformation en compression des plastiques alvéolaires souples
Les normes internationales pour la détermination de la déformation en compression sont les normes ISO 3386-1 et ISO 3386-2, ainsi que l’ASTM D3574 Test C.
Dans l’industrie automobile, il existe d’autres méthodes d’essai définies sous forme de normes usine individuelles :
- BMW QV 52009-1
- Daimler DBL 5452
- General Motors GMW 15471, General Motors GME-GMI 60283-8
- PSA D 41003, PSA D 411541
- Renault N° 1002, Renault N° 1541
- Toyota TSM 7100 G Section 4.2
- Volkswagen PV 3410
Les méthodes diffèrent en partie dans la réalisation des essais et les résultats d’essai spécifiques, de sorte que les résultats ne peuvent pas être comparés directement entre méthodes.
Éprouvette selon ISO 3386
- L’éprouvette normalisée selon la norme ISO 3386-1 doit être un parallélépipède de section carrée ou un cylindre à angle droit avec un rapport largeur/épaisseur ou diamètre/épaisseur minimal de 2:1. L’épaisseur préférée est de 50 +/- 1 mm et ne doit pas être inférieure à 10 mm. La surface des éprouvettes ne doit pas être inférieure à 2 500 mm².
- En revanche, la norme ISO 3386-2 n’autorise pas l’utilisation d’éprouvettes cylindriques. Pour l’éprouvette selon ISO 3386-2, la surface carrée à charger doit mesurer au moins 40 mm de côté et présenter un rapport largeur/épaisseur de 4:1.
ISO 3386 Réalisation de l’essai, moyen d’essai
La déformation en compression décrit une caractéristique de matériau d’un plastique alvéolaire souple, qui est déterminée par un essai de compression sur une éprouvette standard normalisée. Au cours de l’essai, le comportement de déformation du plastique alvéolaire souple est mesuré dans des conditions exactement définies et représenté dans un diagramme contrainte-déformation :
Réalisation de l’essai:
- Pour l’essai selon la norme ISO 3386, la contrainte de compression doit être appliquée sur toute la surface de l’éprouvette. Les plateaux de compression doivent donc être plus grands que l’éprouvette à tester. Les matériaux alvéolaires à cellules fermées nécessitent des trous d’aération de 6,5 mm dans les plateaux de compression afin d’éviter la formation d’un coussin d’air.
- L’essai se compose en principe de 3 cycles de précharge, qui servent à conditionner l’éprouvette, suivis d’un cycle de mesure, au cours duquel les valeurs caractéristiques sont déterminées. La hauteur initiale de l’éprouvette est directement déterminée par la machine d’essai au début du premier cycle de précharge.
- Le comportement de déformation de l’éprouvette est relativement complexe. Un mouvement latéral de la structure cellulaire avec cisaillement correspondant se produit à proximité des zones de coupe latérales, tandis que les déformations uniquement dues à la compression dominent au centre. C’est pourquoi cette méthode d’essai ne permet pas une bonne comparaison entre les valeurs mesurées qui ont été déterminées sur des éprouvettes de dimensions différentes. En revanche, l’ISO 2439 (dureté (technique par indentation)) ne tient pas compte de l’influence des arêtes de coupe, car le pénétrateur est ici plus petit que l’éprouvette. La dureté (technique par indentation) représente donc, lorsque la taille de l’éprouvette est suffisante, une valeur caractéristique indépendante des dimensions et comparable, qui se prête bien à l’assurance qualité et offre ainsi un avantage par rapport à la mesure de la déformation en compression selon ISO 3386.
ISO 3386 - Valeurs caractéristiques
Après le quatrième cycle (cycle de mesure), la force en newtons est lue pour la déformation spécifiée (Fxx). Les résultats sont les suivants :
- Caractéristiques de contrainte-déformation en compression CCxx pour chaque pourcentage de déformation exigé, en kilopascals : Cxx = 1 000 * Fxx/A
- Valeur de contrainte de compression pour une déformation de 40 % CV40 en kilopascals (uniquement pour la norme ISO 3386-1) : CV40 = 1 000 * F40/A
A :Surface de l’éprouvette en mm2
Les méthodes utilisées par Renault et PSA représentent un cas particulier. L’essai se compose d’un total de cinq cycles, dont le premier et le dernier sont utilisés pour l’évaluation. Afin d’augmenter la précision de la mesure de course, ces normes prescrivent la correction de la déformation machine. Ces possibilités de correction sont disponibles en standard sur toutes les machines d’essai ZwickRoell.
Grâce à la connexion d’une balance de précision de ZwickRoell au logiciel d’essai testXpert, le processus de mesure de la masse volumique apparente (ISO 845 et ASTM D3574 Test A) peut être intégré dans le déroulement d’essai.
ISO 3386 - Exigences particulières pour la technique d’essai
Une gamme complète de produits ZwickRoell est disponible pour la détermination de la déformation en compression selon les normes ISO 3386-1 et ISO 3386-2 :
- La machine d’essai universelle de la série zwickiLine convient pour les méthodes d’essai avec des éprouvettes normalisées et est disponible en 4 plages de force différentes (0,5 / 1 / 2,5 / 5 kN) avec 3 hauteurs de bâti de charge.
- La machine d’essai universelle de la série ProLine permet en outre de tester des composants et d’installer des plateaux de compression d’une largeur allant jusqu’à 400 mm. Il est également possible de réaliser des essais avec des forces plus élevées.
La mesure des caractéristiques de contrainte-déformation en compression selon ISO 3386 impose diverses exigences particulières pour la technique d’essai :
- Correction de la déformation machine : Le bâti de charge et le capteur de force présentent une déformation propre sous charge. Cela signifie que la distance du plateau de compression est en réalité plus grande que celle indiquée. Cette déformation propre est enregistrée par le logiciel d’essai testXpert de ZwickRoell et utilisée pour la correction. La correction doit être effectuée en ligne pendant l’essai en cours afin de garantir que le plateau de compression soit à la bonne distance pendant les temps d’arrêt.
- Certaines fonctionnalités logicielles spécifiques, telles que l’acquisition et le calcul de l’épaisseur éprouvette, le calcul anticipé des déflexions en pourcentage, la gestion de deux points d’origine et de deux épaisseurs d’éprouvette (si nécessaire), le calcul des résultats conformément aux normes, la création de rapports, assurent un essai conforme à la norme.
Vidéo: Essai automatisé sur matières alvéolaires
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FAQ sur la déformation en compression selon ISO 3386
La valeur de contrainte de compression, également appelée déformation en compression, est la résistance à la compression opposée par une éprouvette définie à une déflexion sur toute sa surface définie, dans des conditions environnementales spécifiées.
La principale différence entre l’ISO 2439 Dureté (technique par indentation) et l’ISO 3386 Déformation en compression réside dans la comparabilité des valeurs de mesure obtenues avec des éprouvettes de différentes dimensions au sein d’une méthode d’essai. Lorsque la taille de l’échantillon est suffisante, l’ISO 2439 représente une valeur caractéristique indépendante des dimensions et comparable, qui convient bien à l’assurance qualité, car l’utilisation de poinçons de pénétration plus petits que l’éprouvette élimine l’influence des arêtes de coupe. En revanche, lorsque la déflexion intervient sur toute la surface conformément à la norme ISO 3386, un mouvement latéral de la structure cellulaire avec un cisaillement correspondant se produit à proximité des zones de coupe latérales, tandis que les déformations uniquement dues à la compression dominent au centre. C’est pourquoi cette méthode d’essai ne permet pas une bonne comparaison entre les valeurs mesurées qui ont été déterminées sur des éprouvettes de dimensions différentes.
La norme ISO 3386-1 détermine la déformation en compression sur matériaux polymères alvéolaires souples ayant une densité jusqu’à 250 kg/m3, tandis que l’ISO 3386-2 se réfère principalement aux matériaux polymères alvéolaires souples ayant une densité supérieure à 250 kg/m3. Outre les caractéristiques de contrainte-déformation en compression qui sont déterminées dans les deux normes ISO 3386-1 et ISO 3386-2, la norme ISO 3386-1 détermine en supplément la valeur de contrainte de compression. La norme ISO 3386-2 exige des vitesses d’essai inférieures à celles de la norme ISO 3386-1.
