Essais sur fils, filets et cordes
Les propriétés physiques de ces matières premières sont principalement déterminées par des essais de traction. La préparation s’effectue conformément aux exigences de la norme correspondante.
ZwickRoell propose une large gamme de machines d’essai et d’extensomètres adaptés, notamment grâce aux mâchoires et mors appropriés ainsi qu’au logiciel d’essai testXpert éprouvé, qui garantissent le déroulements fiable des essais.
Essai de traction sur fil de couture selon DIN EN ISO 2062
Les essais de traction sur fil de couture sont réalisés conformément à la norme DIN EN ISO 2062. Sur cet exemple, le système d’essais est équipé de mâchoires à vis, et l’allongement est mesuré via la course traverse. L’essai est représenté par un diagramme de force-allongement typique.
L’écartement entre outillages est de 250 mm ou 500 mm. C’est l’écartement entre outillages qui détermine la vitesse d’essais. Pour un écartement entre outillages de 250 mm, une vitesse d’essais de 250 mm/min sera ainsi utilisée tandis qu’une vitesse d’essais de 500 mm/min sera nécessaire pour un écartement entre outillages de 500 mm. La force de traction maximale et l'allongement maximal sont les principales caractéristiques déterminées ici.
Essai de traction sur fil d’aramide selon DIN EN ISO 12562
Les essais de traction sur fil d’aramide sont réalisés conformément à la norme DIN EN ISO 12562. Des mâchoires à enlacement sont utilisées pour ce faire. L’essai est représenté par un diagramme de force-allongement typique.
Grâce à la courbe réductrice de force - qui permet la prise en compte d’un écartement entre outillages défini pendant l’essai - un enregistrement direct de la déformation n’est plus requis durant l’essai.
Grâce à l’utilisation d’une courbe réductrice de force, la force de traction est réduite avant le serrage final. L’éprouvette est correctement maintenue et les ruptures de serrage sont évitées. L’essai peut être réalisé conformément à la norme. La rupture devrait se produire dans l’écartement libre entre outillages, et non sur les courbes de déviation.
Pour une précision de mesure plus élevée et sans impact du serrage, un extensomètre pourra être utilisé ici. Pour utiliser un système de mesure mécanique, tout risque de dommage à rupture de l’éprouvette devra cependant être écarté.
Comportement élastique sur fil élastomère selon DIN 53835-2,-3
L'essai réalisé d’après cette norme sert à évaluer le comportement élastique des monofilaments d'élastofibres par charge de traction répétée entre des limites d'élasticité constantes. Cette norme peut être appliquée à tous les fils de filaments fabriqués à base d’élastofibres et dont l'allongement est supérieur à 300 %.
Les essais sur élastofibres ne sont pas chargés jusqu'à la rupture, mais entre des limites d'élasticité définies (dans le cas présent, 0 % à 300 % d'allongement sur une longueur de serrage de 100 mm) avec 5 cycles. L'éprouvette est alors déplacée à 500 mm/min entre le point de charge (allongement de 300 %) et le point de décharge (allongement de 0 %). Afin d’éviter tout élément susceptible de fausser les résultats, aucun retard ne devrait affecter les points de retour.
Les grandeurs déterminées ici sont la force résiduelle dans le 5ème cycle et l’allongement résiduel ainsi que la déformation des fils élastomère. Sur cet exemple, le système d’essais est équipé de mâchoires à vis ressort. L’essai est représenté par un diagramme de force-allongement typique et l’allongement est mesuré via la course traverse.
Essai de traction sur double-fil selon DIN EN ISO 2062
Pour l’essai de traction sur double-fil selon EN ISO 2062, des mâchoires pneumatiques à enlacement sont utilisées. L’allongement est mesuré via la course traverse. Les essais sont représentés par un diagramme de force-allongement typique. Le rayon des courbes de déviation limite toutefois l’écartement entre outillages à 500 mm.
Grâce à la courbe réductrice de force - qui permet la prise en compte d’un écartement entre outillages défini pendant l’essai - un enregistrement direct de la déformation n’est plus requis durant l’essai.
Grâce à l’utilisation d’une courbe réductrice de force, la force de traction est réduite avant le serrage final. L’éprouvette est correctement maintenue, et les ponts de serrage sont évités.
L’essai peut être réalisé conformément à la norme. La rupture devrait se produire dans l’écartement libre entre outillages, et non sur les courbes de déviation.
Pour une précision de mesure plus élevée et sans impact du serrage, un extensomètre pourra être utilisé ici. Pour utiliser un système de mesure mécanique, tout risque de dommage à rupture de l’éprouvette devra cependant être écarté.
Essai de traction sur fil multi-filament selon DIN EN ISO 2062
La texture lisse et twistée des fils multi-filaments soumet le montage d’essais à des exigences accrues. Dans ce cas, le matériau est serré par des mâchoires pour cordes et l’allongement est enregistré via un extensomètre optique, car la course traverse ne peut être précisément définie comme grandeur de référence pour l’allongement. Pour cet essai, la norme DIN EN ISO 2062 est appliquée.
Sur cette mâchoire, la force de serrage est générée par enlacement et serrage par vis, coins ou encore par serrage hydraulique final. La contrainte de traction est démultipliée par le frottement sur le rouleau réducteur de force. Selon le matériau à tester, des rouleaux de diamètre Ø 30 mm à Ø 250 mm seront utilisés.
Essai de traction sur mono-filaments selon ISO 11566
Pour les essais sur mono-filaments selon ISO 11566, les fibres individuelles d'un fil multi-filament de carbone prélevé dans un tissu ou une fibre discontinue sont testées.
Pour ce faire, l’éprouvette est serrée dans des mâchoires à vis ressort présentées ici au moyen d’un cadre en papier. Le cadre en papier, pré-perforé et utilisé comme renfort, simplifie la manipulation des mono-filaments particulièrement sensible au serrage. Le filament est collé sur ce cadre en papier. Après séchage de l’adhésif, l’éprouvette pourra alors être contrainte dans la mâchoire. Le cadre en papier est tranché avant le début de l’essai, l’essai est ensuite démarré. De très faibles forces, de l’ordre de 0,04 à 5 N, peuvent se produire ici. La détermination de l’allongement s’effectue via la course traverse.
Essai de traction sur Rowing
Dans l’essai représenté, une éprouvette de Rowing est contrainte dans des mâchoires à enlacement à 270°, puis testée jusqu’à la rupture. Les essais sont représentés par un diagramme de force-course typique.
Grâce à l’utilisation d’une courbe réductrice de force, la force de traction est réduite avant le serrage final. L’éprouvette est correctement maintenue, et les ponts de serrage sont évités. Les essais peuvent être réalisés conformément à la norme. La rupture devrait se produire dans l’écartement libre entre outillages, et non sur les courbes de déviation.
Pour une précision de mesure plus élevée et sans impact du serrage, un extensomètre devra être utilisé ici. Pour utiliser un système de mesure mécanique, tout risque de dommage à rupture de l’éprouvette devra cependant être écarté. Un système de mesure optique est utilisé dans la plupart des cas.
Essai de traction avec mâchoires à double enlacement
Dans ce principe d'enlacement, un gradient de force en deux étapes provoque une rupture de l'éprouvette dans la longueur de référence tout en la protégeant d'un glissement sur le rouleau inférieur ou de ruptures par serrage. Un essai de traction simplifié est utilisé ici pour calculer la force maximale de même que l’allongement maximal. Les essais sont représentés par un diagramme de force-allongement typique.
Sur les mâchoires à double enlacement, l’éprouvette est enroulée autour du rouleau qui est relié au capteur de force. Elle est ensuite guidée sur un rouleau inférieur, puis sur un troisième rouleau réglable en hauteur. Un poids de pré-contrainte défini est suspendu, après enroulement du double-fil. Dans cette phase, les trois poulies sont mobiles, afin de compenser la déformation provoquée par la fixation du poids de précharge.
Le réglage des trois longueurs est adapté au matériau à tester. Pour terminer, le double-fil est contraint dans la mâchoire réglable en hauteur.
Grâce aux forces de frottement créées entre les rouleaux et l’éprouvette, le verrouillage des poulies empêche un glissement de l’éprouvette (entre les mâchoires). Le diamètre des poulies est toutefois dimensionné de telle sorte que le frottement créé n’influence pas le résultat mesuré de manière significative.
Une mâchoire avec force de serrage constante est utilisée pour le serrage du double-fil, car les matériaux à tester glissent fréquemment entre les surfaces de serrage.
