Essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées selon Charpy
Dans l'essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées selon Charpy, une éprouvette de matériau est percutée à l'aide d'un mouton pendule Charpy. Pour l'essai, l'éprouvette est placée horizontalement dans le mouton pendule puis elle est frappée en son centre par le marteau pendule qui le détruit.
L'essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées selon Charpy fait partie des méthodes d'essais destructives et sert à caractériser un matériau à des taux d'allongement élevés. L’essai est réalisé sur les matériaux métalliques et sur le plastique.
Les essai de flexion par choc sur éprouvettes entaillées selon Charpy livrent des valeurs caractéristiques à des taux d’allongement élevés sous la forme d'une valeur énergétique surfacique. Les essais sont en principe réalisés à température ambiante ou à basses températures.
Éprouvettes Normes Déroulement d'essais Valeurs caractéristiques Influence de la température Produits Automatisation Différence par rapport à Izod FAQ
Éprouvettes pour essais Charpy
Pour l’essai Charpy, une éprouvette est préparée à partir du matériau à tester. Les dimensions de l’éprouvette sont spécifiées dans les normes correspondantes. Les éprouvettes peuvent ne pas être entaillées ou être munies d'une entaille en forme de V ou de U.
Déroulement de l’essai de flexion par choc sur éprouvette entaillée
L’essai de flexion choc entaillé selon Charpy est réalisé dans un montage de flexion en 3 points. L'éprouvette Charpy est positionnée dans le mouton pendule, au centre des deux appuis et contre deux butées. Sur les éprouvettes munies d’une entaille, celle-ci se trouve précisément à l'opposé du point sur lequel la panne du marteau vient frapper l’éprouvette.
Le marteau pendule frappe l'éprouvette avec une énergie définie et la fléchit ou la détruit d'un choc unique. En traversant l’éprouvette, le marteau pendule cède une partie de son énergie cinétique et ne remonte donc pas à la hauteur de chute initiale. La différence de hauteur mesurée est la mesure de l'énergie absorbée, l'énergie de choc W en joules. Lors d’essais Charpy instrumentés, l'énergie de choc consommée est déterminée par l'enregistrement d'une courbe de force-temps ou de force-course.
Appui
Les appuis sont un plan horizontal dans le mouton pendule, sur lequel l'éprouvette Charpy repose librement.
Butée
Les butées sont un plan vertical dans le mouton pendule, sur lequel l'éprouvette Charpy repose pendant l'essai.
Panne du marteau
La panne du marteau est la pièce du marteau pendule, qui frappe l'éprouvette.
Point d'impact
Le point d'impact se situe sur le couteau de la panne et frappe l'éprouvette Charpy précisément en face de l'entaille ou au centre de l’éprouvette (éprouvette non entaillées).
Valeurs caractéristiques de l’essai Charpy
Résilience / Énergie de choc
Le travail de choc est l'énergie nécessaire à la rupture de l'éprouvette Charpy. Le travail de choc est déterminé par la différence entre l'énergie potentielle du marteau pendule et la hauteur de montée du marteau pendule après la rupture de l'éprouvette.
Résistance au choc
La résistance au choc (ou résilience) est déterminée par un essai de flexion choc entaillé et indique la résistance d'un matériau à une charge d'impact. Elle indique dans quelle mesure un matériau peut résister à un choc ou un impact sans se briser. La résistance au choc s'exprime en J/cm².
Course Force-Course / Courbe Force-Temps
La détermination de la courbe de force-temps est uniquement possible lors d’un essai de flexion choc entaillé. Pendant l'essai instrumenté, le mouton pendule mesure la force d'impact. Des capteurs de force Piezo ou capteurs à jauges de contrainte seront utilisés pour ce faire selon le cas d'application.
L'essai Charpy instrumenté permet de déterminer d'autres paramètres en plus de l'essai non instrumenté:
- Force maximale
- Fléchissement à force maximale
- Énergie jusqu'à la force maximale
- Fléchissement à rupture
- Énergie à rupture
Essai de flexion choc entaillé selon Charpy (sous influence de la température)
En réponse à une influence de la température sur le comportement mécanique des matériaux, les essais de flexion choc entaillés sont fréquemment réalisés sur toute la plage de température utile. Les valeurs ainsi déterminées permettent de définir la température à laquelle un matériau devient fragile (transition fragile-ductile).
Le diagramme représenté montre que la baisse de résistance sur acier doux à -40 °C est de 25 % par rapport à sa résistance à 0 °C. De la même manière, les plastiques présentent un comportement similaire, généralement beaucoup plus prononcé. Des essais de choc à différentes température sont fréquemment réalisés sur ceux-ci également.
Pour déterminer avec précision l'évolution de la résistance au choc en fonction de la température, les éprouvettes tempérées doivent être impactées dans les 5 secondes suivant leur retrait de la zone tempérée.
Essais de flexion choc entaillés selon Charpy (essais robotisés)
Les essai de flexion choc entaillé selon Charpy peut également être automatisés. Une solution automatisée confère l'avantage d'exclure les influences de l'opérateur telles que la température ou l'humidité de la main, l'insertion excentrée ou oblique, ce qui permet une grande reproductibilité des résultats d’essai. L'alignement automatique des éprouvettes sur le support et le déclenchement de l'essai par le système d'essai garantissent également des résultats fiables et comparables.
Le système d'essai robotisé roboTest I assiste l’utilisateur dans la réalisation des essais de flexion par choc Charpy sur matériaux métalliques. Le système peut tester automatiquement jusqu'à 450 éprouvettes métalliques entaillées dans des limites d’utilisation en température allant de -180 °C à +300 °C. Une unité de température solide et isolé assure une température homogène et précise de l'éprouvette.
Le système d'essais robotisé roboTest H réalise des essais de flexion choc Charpy, automatisés, sur les plastiques. Les essais de choc sont réalisés à température ambiante ou sur éprouvettes refroidies.
Différence entre les essais de flexion choc entaillés Charpy & Izod
Dans l’essai de flexion choc entaillé selon Charpy, l’éprouvette est placée horizontalement dans le mouton pendule et est frappée en son centre. Dans l’essai de flexion choc entaillé selon Izod, l’éprouvette est bloquée verticalement dans le mouton pendule et le marteau pendule vient frapper la partie supérieure de l’éprouvette.
L’essai de flexion choc entaillé Charpy dispose par rapport à l'Izod d'un large choix d'applications, et est mieux adaptée aux essais sur matériaux présentant des ruptures par cisaillement interlaminaires ou effets de surface. La méthode Charpy offre de plus des avantages de réalisation à basses températures. L'absence d'entaille évite notamment une transmission calorifique rapide vers les zones critiques de l'éprouvette, ce qui facilite le refroidissement dans un appareil de refroidissement externe et l'alimentation ultérieure dans l'appareil d’essais.
FAQ
L'essai de flexion choc entaillé selon Charpy mesure le travail de choc (ou énergie de choc) des matériaux, qui est utilisé pour déterminer la résistance aux chocs.
L’essai de flexion choc entaillé selon Charpy est utilisé pour déterminer la résistance. Celui-ci fournit des informations sur la résistance d'un matériau à une charge dynamique par choc.
L’essai de flexion choc entaillé selon Charpy est une méthode d'essais des matériaux qui permet de déterminer la résistance aux chocs des matériaux à l'aide d'un mouton pendule.
L’essai de flexion choc entaillé fournit des valeurs caractéristiques sur la résilience au choc à des taux de déformation élevés sous la forme d'une valeur énergétique liée à la section. L’essai mesure le travail de choc entaillé par rapport à la surface de rupture en Joule.
La résistance au choc est calculée à l’aide de la formule suivante: Résistance au choc entaillé = Travail de choc / (épaisseur de l'éprouvette * largeur de l'éprouvette)
Dans l'essai de flexion choc entaillé selon Charpy, un marteau pendule vient frapper une éprouvette de matériau et la détruit. L'éprouvette absorbe alors une partie de l'énergie du choc. L’énergie de résilience W déterminée dans l’essai Charpy est mesurée en Joule. L’énergie de résilience est donc influencée par la résilience du matériau.