Méthode d'essai SAE J2979 pour la détermination de la réponse de relaxation des contraintes de compression (CSR) pour le caoutchouc vulcanisé et l'élastomère thermoplastique

Méthode d'essai SAE J2979 pour la détermination de la réponse de relaxation des contraintes de compression (CSR) pour le caoutchouc vulcanisé et l'élastomère thermoplastique

La norme SAE J2979 « Méthode d'essai pour la détermination de la réponse à la relaxation des contraintes de compression (CSR) des caoutchoucs vulcanisés et des élastomères thermoplastiques » , élaborée par l'American Society of Automotive Engineers (SAE) , décrit une méthode d'essai de relaxation des contraintes de compression (CSR) réalisée avec le gabarit CSR standard pour l'automobile (ASD), en utilisant un appareillage, des configurations et des procédures d'essai appropriés. Cette norme définit l'équipement nécessaire, les directives pour la réalisation de l'essai, ainsi que le format de génération et d'analyse des résultats.

Méthode d'essai SAE J2979 pour la détermination de la réponse de relaxation des contraintes de compression (CSR) pour le caoutchouc vulcanisé et l'élastomère thermoplastique

La présente norme spécifie les procédures et conditions d'essai permettant de déterminer la perte de contre-force d'un bouton de 12,7 mm de diamètre serré dans un gabarit ASD CSR à déformation constante, mesurée à intervalles périodiques à température ambiante, après exposition à des températures élevées ou à des liquides.

Cette norme est conçue pour tester les caoutchoucs vulcanisés et les élastomères thermoplastiques présentant une dureté instantanée de type A comprise entre 45 et 90 (norme ASTM D2240). Les éprouvettes sont moulées et vulcanisées conformément à la norme ASTM D3182.

Cette norme spécifie une méthode d'essai spécifique pour l'utilisation du gabarit ASD CSR, incluant la liste des appareils requis et le contrôle qualité de l'ensemble du système. Cette norme a été élaborée à partir d'essais sur des échantillons nouveaux et existants. Cette méthode peut impliquer des matières, des procédés et des équipements dangereux. Elle ne vise pas à répondre à tous les problèmes de sécurité liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur de la méthode d'établir des pratiques de sécurité et de santé appropriées et de déterminer l'applicabilité des limitations réglementaires avant de l'utiliser.

La détermination de la réponse de relaxation des contraintes en compression (RCC) des élastomères en caoutchouc vulcanisé et des élastomères thermoplastiques est une étude technique visant à comprendre les comportements de relaxation des contraintes subis par les matériaux élastomères au fil du temps. La définition d'élastomère décrit les matériaux en caoutchouc et en élastomère thermoplastique. Ils sont largement utilisés dans les applications automobiles, les joints, les flexibles, les amortisseurs de vibrations et autres applications similaires. Les élastomères perdent leur contrainte interne au fil du temps sous une charge prolongée, ce qui entraîne une détérioration fonctionnelle. La relaxation des contraintes en compression (RCC) désigne la libération progressive de la contrainte appliquée par un matériau sous déformation constante.

Les principaux facteurs affectant la réduction du stress avec le temps sous contrainte constante (CSR) sont :

  • température
  • Zaman
  • Type de matériau (caoutchouc, élastomère thermoplastique)
  • Densité de réticulation
  • Conditions ambiantes (air, huile, eau)

La norme SAE J2979, largement utilisée par les équipementiers automobiles et les fournisseurs de matériaux, propose une méthode de mesure du comportement de relaxation des contraintes de compression des matériaux élastomères sous déformation constante à l'aide du gabarit CSR de l'Automotive Standard (ASD). Cette méthode mesure la diminution de la force d'étanchéité (ou force de rappel) de matériaux tels que le caoutchouc vulcanisé et les élastomères thermoplastiques au fil du temps, sous pression constante et déformation constante.

Les échantillons sont conformes aux protocoles de moulage et de durcissement standard ASTM D3182, et les tests peuvent inclure une exposition à des températures élevées ou à des environnements liquides pour évaluer les performances à long terme.

Le gabarit CSR ASD est au cœur de la procédure. Les échantillons d'essai sont généralement constitués de boutons de 12,7 mm de diamètre comprimés entre des plaques de pression rigides à déformation constante. Des dispositifs de compression calibrés compatibles avec le gabarit CSR, ainsi qu'une cellule de charge ou un système de mesure de force permettant une surveillance continue ou intermittente, sont utilisés lors des essais.

Cette méthode comprend généralement les étapes suivantes :

  • Compression initiale : Une déformation constante (ensemble) est appliquée à l'échantillon d'élastomère à l'instant zéro.
  • Surveillance de la force : la charge de rappel est enregistrée en continu (préféré) ou à intervalles périodiques (pour les tests à haute température/liquide).
  • Courbe de réponse de relaxation : caractérise le comportement du CSR en traçant la réduction de la force au fil du temps en pourcentage de la force initiale.
  • Conditions multiples : les tests peuvent être répétés à différentes températures ou conditions d'exposition au liquide en fonction du comportement de vieillissement ou de durée de vie du modèle.

La norme SAE J2979 est importante car elle fournit une méthode cohérente et reproductible pour évaluer la perte de résistance des caoutchoucs vulcanisés et des élastomères thermoplastiques au fil du temps sous pression (un comportement appelé relaxation des contraintes de compression). Cette propriété est essentielle pour les joints, les garnitures et autres composants élastomères utilisés dans les applications automobiles, aérospatiales et industrielles. Cette norme est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

  • Prédire les performances d'étanchéité à long terme : Pour éviter les fuites, les joints et les garnitures doivent conserver leur résistance à la compression. Avec le temps, les élastomères peuvent se détendre, réduisant ainsi leur résistance à l'étanchéité, même s'ils retrouvent leur forme initiale (une faible résistance à la compression ne garantit pas le maintien de la résistance). Les tests CSR indiquent dans quelle mesure un matériau conserve sa résistance à l'étanchéité pendant son utilisation, notamment à haute température ou dans des environnements agressifs.
  • Améliore le choix des matériaux : Cette norme permet aux ingénieurs de comparer les formulations d'élastomères et de sélectionner celles qui offrent les meilleures performances à long terme dans des conditions de service réalistes. Ceci est essentiel lorsque :
    • Groupes motopropulseurs automobiles (joints de moteur, joints de transmission)
    • Composants du système de carburant
    • Systèmes de CVC ou de refroidissement
  • Normalise la méthode dans l'ensemble du secteur : cette norme standardise les dimensions des échantillons d'essai, le niveau de compression, l'utilisation de l'appareil ASD CSR et les plages de mesure. Elle est utilisée par différents laboratoires, fournisseurs et fabricants d'équipement d'origine Cela permet aux ingénieurs d'utiliser les mêmes procédures, ce qui conduit à des données comparables, à un meilleur contrôle qualité et à des décisions de conception plus fiables.
  • Cela va au-delà des simples essais de déformation rémanente à la compression : ces essais mesurent la capacité d'un matériau à récupérer après compression, mais n'indiquent pas la perte de force d'étanchéité au fil du temps. L'essai CSR, défini par cette norme, mesure la réduction de force réelle et fournit une image plus précise des performances en conditions réelles.
  • Prend en charge les tests de résistance au vieillissement et à l'environnement : cette méthode peut être adaptée pour évaluer les performances des matériaux dans les conditions suivantes :
    • Hautes températures (vieillissement thermique)
    • Immersion liquide (résistance chimique)
    • Longues périodes (durabilité)

Ceci est crucial pour évaluer les élastomères destinés aux environnements à forte demande tels que les compartiments moteurs, où les matériaux doivent résister à des années de contraintes thermiques et chimiques.

  • Utilisé dans la qualification et la spécification : De nombreux fabricants d'équipements automobiles d'origine font référence aux exigences CSR dans leurs spécifications de matériaux, et la norme SAE J2979 est souvent la méthode de test préférée.

Par conséquent, la norme SAE J2979 fournit une méthode détaillée et reproductible pour déterminer la réponse de relaxation des contraintes de compression des élastomères dans des conditions de déformation et d'environnement spécifiées. L'utilisation de l'appareil ASD CSR et de contrôles procéduraux spécifiques en fait une norme indispensable pour le développement et la validation des composants d'étanchéité automobiles.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de test, de mesure, d'analyse et d'évaluation, s'appuie sur une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme SAE J2979 « Méthode d'essai pour la détermination de la réponse à la relaxation des contraintes de compression (CSR) pour le caoutchouc vulcanisé et les élastomères thermoplastiques ».

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