ASTM D3763-15 Méthode d'essai standard pour les propriétés de perforation à grande vitesse des plastiques à l'aide de capteurs de charge et de déplacement

La norme « ASTM D3763-15 Méthode d'essai standard pour les propriétés de perforation à grande vitesse des plastiques à l'aide de capteurs de charge et de déplacement » développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode d'essai permettant de déterminer les propriétés de perforation des plastiques rigides sous une gamme de vitesses d'essai. Les données de test obtenues par cette méthode de test sont pertinentes et adaptées à une utilisation dans la conception technique.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions donnés dans « ASTM D883-22 Terminologie standard pour les plastiques » et « ASTM D1600-18 Terminologie standard pour les termes abrégés pour les plastiques » sont valables.

Cette méthode d’essai est principalement conçue pour fournir la réponse charge-déformation des plastiques à des vitesses d’impact dans des conditions de déformation multiaxiale. Cette méthode d’essai fournit également une mesure de la sensibilité à la vitesse du matériau à l’impact.

La réponse à l'impact multiaxial, bien que partiellement dépendante de l'épaisseur, n'a pas nécessairement une corrélation linéaire avec l'épaisseur de l'échantillon. Par conséquent, à moins que des formules spécifiques de réponse-épaisseur n’aient été établies pour le matériau, les résultats ne doivent être comparés que pour des échantillons ayant sensiblement la même épaisseur.

Pour de nombreux matériaux, il peut exister une spécification exigeant l’utilisation de cette méthode d’essai, mais il peut y avoir des changements de procédure qui ont la priorité lors du respect de la spécification. Il est donc recommandé de consulter les spécifications du matériau avant d’utiliser cette méthode d’essai.

La machine utilisée dans les essais doit être constituée de deux ensembles, l'un fixe et l'autre entraîné par un moyen approprié (hydraulique, pneumatique, mécanique ou gravitaire) pour obtenir la vitesse d'impact requise.

• L'ensemble de serrage se compose de deux plaques rigides parallèles, chacune avec un trou de 76,0 mm de diamètre plus/moins 3,0 mm au centre. Les bords des trous doivent être arrondis à un rayon de 0,8 mm plus/moins 0,4 mm. Une force suffisante doit être appliquée (mécaniquement, pneumatiquement ou hydrauliquement) pour empêcher l'échantillon de glisser dans la pince lors de l'impact.
• L'ensemble piston est constitué d'une tige en acier de 12,70 mm plus/moins 0,13 mm de diamètre avec une extrémité hémisphérique du même diamètre, positionnée perpendiculairement et centrée dans l'alésage de la pince.
• Les dimensions données dans cette norme doivent être de géométrie standard. Si d’autres tailles de piston ou d’alésage sont utilisées, elles doivent être mises en évidence dans le rapport. Les corrélations entre les différentes géométries n’ont pas été déterminées.
• Le système de détection de charge est une cellule de charge avec une fréquence de résonance naturelle suffisamment élevée, qui est utilisée avec un réseau d'étalonnage pour ajuster la sensibilité de la charge.
• Le système de mesure du déplacement du piston est un moyen de surveiller le déplacement de l'ensemble mobile pendant le chargement et la pénétration complète de l'échantillon. Cela peut être réalisé à l’aide d’un convertisseur ou d’un potentiomètre approprié connecté directement au système. Des systèmes photographiques ou optiques peuvent également être utilisés pour mesurer le déplacement. Alternativement, le déplacement peut être calculé en fonction de la vitesse et de l'énergie totale disponible lors de l'impact initial, ainsi que des incréments de charge en fonction du temps, à l'aide d'un microprocesseur. Certaines machines utilisent un accéléromètre dont la sortie est utilisée pour calculer à la fois la charge et le déplacement.
• Tout dispositif d'affichage et d'enregistrement peut être utilisé pour afficher et enregistrer des données développées à partir de systèmes de détection de charge et de déplacement, à condition que les caractéristiques de réponse soient suffisantes pour présenter les données détectées avec une distorsion minimale. L'enregistreur enregistre simultanément la charge et le déplacement. L'appareil le plus primitif est un oscilloscope à rayons cathodiques avec une caméra. Cette approche nécessite également un polarimètre ou un autre appareil approprié capable de mesurer la zone sous la trace de charge-déplacement de l’événement avec une précision de 65 %. Des systèmes plus avancés sont disponibles dans le commerce. Bon nombre d’entre elles impliquent une réduction informatisée des données et une sortie automatique des résultats.

Les échantillons doivent être suffisamment grands pour être correctement saisis dans la pince. En général, la dimension latérale minimale doit être au moins 13 mm plus grande que le diamètre du trou dans la pince. Les échantillons peuvent être découpés à partir de tôles moulées par injection, extrudées ou moulées par compression, ou coulées ou moulées sur mesure.

Sauf indication contraire dans le contrat ou dans la spécification de matériau ASTM applicable, les échantillons d'essai sont conditionnés conformément à la procédure A de la norme ASTM D618. Les tolérances de température et d'humidité doivent être conformes à la présente norme et à la norme ASTM D618, sauf indication contraire dans le contrat ou dans la spécification matérielle ASTM pertinente. Les essais sont effectués à la même température et à la même humidité que celles utilisées pour le conditionnement avec des tolérances conformes à la présente norme. En conditionnant pour un taux d'essai donné et en faisant varier la température d'essai de manière contrôlée, la température à laquelle se produit la transition de la ductilité à la fragilité peut être déterminée pour la plupart des plastiques.

Pour faciliter un débit élevé en dehors de la température ambiante lors des tests automatisés, il est souvent nécessaire d'empiler les échantillons dans une colonne sans flux d'air entre eux. Pour garantir la conformité à la norme ASTM D618, le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre pour un matériau particulier doit être déterminé. Un thermocouple peut être placé au milieu d’une pile d’échantillons dont la hauteur est égale à sa largeur minimale. Le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre à la température d’essai souhaitée est déterminé.

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