La norme « ASTM D4482-11 Méthode d'essai standard pour les propriétés du caoutchouc - Fatigue par cycle d'extension » publiée par l'American Society for Testing and Materials (ASTK) décrit une méthode d'essai permettant de déterminer la durée de vie en fatigue des composés de caoutchouc soumis à des cycles de tension-déformation. Pendant une partie du cycle lors de ce test, la tension est relâchée à la valeur zéro. Les échantillons sont testés sans défauts, coupures ou fissures intentionnellement provoqués. La défaillance est indiquée par la rupture complète de l’éprouvette.
Aucune corrélation définitive n’est donnée ou implicite entre ces résultats de test et le service. Cela est dû à la nature variable des conditions de service. Ces procédures de test fournissent des données qui peuvent être utilisées dans l'évaluation comparative des composés de caoutchouc pour leur capacité à résister à la fatigue du cycle d'extension (dynamique).
Cette méthode d’essai comprend une procédure permettant de déterminer la durée de vie en fatigue à différents taux d’extension. Le cycle de contrainte est caractéristique du type de dispositif d’essai spécifié. L'expérience en matière d'essais de fatigue montre que la durée de vie en fatigue peut avoir une distribution large et non normale et donc un écart type important qui dépend du composé. Par exemple, le caoutchouc naturel a une distribution plus étroite que de nombreux caoutchoucs synthétiques. Par conséquent, un grand nombre d’échantillons peut être nécessaire pour obtenir la précision souhaitée. La comparaison des différents composés de caoutchouc doit être effectuée en tenant compte de l’écart type de chacun.
Les données de fatigue générées dans cette méthode d'essai fournissent principalement une estimation du comportement d'initiation des fissures d'un vulcanisat de caoutchouc et seulement une mesure très approximative de la vitesse de propagation des fissures. Les informations obtenues peuvent être utiles pour prédire la performance de durée de vie en flexion d'un composé en service actif. Cependant, l’utilisateur doit être conscient qu’en utilisation réelle, les produits sont soumis à de nombreux autres facteurs de fatigue qui ne sont pas mesurés par cette méthode d’essai.
En bref, ce test détermine la durée de vie en fatigue des composés de caoutchouc lorsqu’ils sont soumis à un cycle continu de tension-déformation. Les échantillons sont testés intacts, sans coupures, fissures ou défauts. L'échec est indiqué par la rupture complète de l'échantillon d'essai, donc tout défaut pourrait être un catalyseur indésirable.
Bien que les informations obtenues par cette méthode d'essai puissent être utiles pour prédire les performances de durée de vie en flexion (fatigue en flexion) d'un composé en service réel, il existe de nombreux autres facteurs de fatigue dans l'environnement réel qui ne sont pas mesurés par cette méthode d'essai. Cependant, cette procédure de test produit des données qui peuvent être utilisées pour une évaluation comparative de la capacité des composés de caoutchouc à résister à la fatigue à cycle long. Ceci est particulièrement utile pour évaluer l’adéquation d’un composé de caoutchouc parmi une gamme d’options possibles.
Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :
Lors des tests, les éprouvettes d'haltères sont étirées de manière cyclique à une fréquence constante et sur une série de taux d'extension maximum fixes de sorte qu'il ne se produise que peu ou pas d'augmentation de température. Cette action d’étirement cyclique est appelée étirement. À la suite de la flexion, des fissures, généralement initiées par un défaut naturel, se développent et finissent par provoquer une défaillance, définie comme la rupture complète de l'éprouvette. Le nombre de cycles jusqu'à la défaillance (durée de vie en fatigue) est enregistré.
La fatigue telle qu'utilisée dans cette méthode d'essai fait référence à un mécanisme de rupture résultant de la croissance de défauts dans l'échantillon. La fatigue ne fait pas référence au changement soudain de la structure physico-chimique du caoutchouc lors des tests de flexion à haute fréquence, qui conduit à une augmentation significative de la température.
La durée de vie en fatigue peut être déterminée à chacun des différents taux d'extension et représentée en fonction du logarithme (durée de vie en fatigue) du taux d'extension ou du logarithme (énergie de déformation). Pour des comparaisons limitées de vulcanisats de caoutchouc ayant des propriétés de contrainte-déformation similaires et le même système polymère, un seul rapport d'extension ou log (énergie de déformation) peut être utilisé.
Cette méthode d’essai couvre une procédure permettant de déterminer la durée de vie en fatigue à différents taux d’extension. Le cycle de déformation est caractéristique du type d’appareil d’essai spécifié. L'expérience en matière d'essais de fatigue montre que la durée de vie en fatigue peut avoir une distribution large et non normale et donc un écart type important qui dépend du composé. Par exemple, le caoutchouc naturel a une distribution plus étroite que de nombreux caoutchoucs synthétiques. Par conséquent, un grand nombre d’échantillons peut être nécessaire pour obtenir la précision souhaitée. La comparaison des différents composés de caoutchouc doit être effectuée en tenant compte de l’écart type de chacun.
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