La norme européenne « EN 2563 Série aérospatiale - Plastiques renforcés de fibres de carbone - Stratifiés unidirectionnels - Détermination de la résistance apparente au cisaillement interlaminaire » décrit une méthode de détermination de la résistance apparente au cisaillement interlaminaire des plastiques renforcés de fibres de carbone sous forme de stratifiés unidirectionnels au moyen d'essais de flexion.
Cette méthode est conçue pour les échantillons dont la longueur est parallèle à la direction des fibres. Elle est également applicable aux plastiques renforcés de fibres de carbone sous forme de tissus. Dans le cas de stratifiés croisés composés de couches orientées dans des directions différentes, les résultats obtenus avec la formule donnée dans la présente norme ne peuvent être utilisés que pour comparer des stratifiés présentant la même stratification.
Aux fins de la présente norme, la résistance apparente au cisaillement interlaminaire fait référence à la contrainte de cisaillement maximale calculée à la moitié de l'épaisseur de l'échantillon au moment de la rupture initiale.
Cette méthode consiste essentiellement à déterminer la résistance au délaminage sous des forces de cisaillement parallèles aux couches de stratifié. Pour ce faire, une éprouvette rectangulaire est soumise à un essai de flexion sur deux supports. La charge est appliquée au centre de l'éprouvette via un bec de chargement situé entre les supports. Cet essai renseigne sur la qualité de la liaison résine-fibre.
Les échantillons pour les essais sont prélevés sur des panneaux préparés selon la norme EN 2655.
Le conditionnement est effectué conformément aux conditions suivantes :
Lors de l'essai, la largeur est mesurée à 0,01 mm près au centre de l'éprouvette. La hauteur est déterminée en calculant la moyenne arithmétique de trois mesures d'épaisseur prises au centre de l'éprouvette sur la largeur, à 0,01 mm près. La distance entre les supports est mesurée à 0,1 mm près.
Pour les essais de qualification et en cas de litige, la distance entre les supports doit être ajustée selon la formule donnée dans la norme :
Pour les essais effectués à des températures autres que la température ambiante, le temps entre le conditionnement et le début de l'essai doit respecter les conditions suivantes :
L'éprouvette est placée dans le dispositif d'essai, son axe étant perpendiculaire aux supports. Elle est chargée uniformément. La charge est enregistrée en fonction du temps ou du déplacement du nez de charge. La charge à la rupture est également enregistrée.
Si une éprouvette se rompt en cisaillement approximativement selon l'axe de la fibre neutre, la résistance au cisaillement interlaminaire est calculée selon la formule de la présente norme. Si une éprouvette se rompt en flexion ou en déformation plastique, le résultat obtenu selon la formule de la présente norme ne correspond pas à la contrainte de cisaillement réelle à la rupture. Ce résultat ne peut être utilisé qu'à des fins de comparaison avec les résultats d'une série d'essais sur le même sujet.
La norme EN 2563 est une norme européenne qui spécifie la méthode de détermination de la résistance apparente au cisaillement interlaminaire des composites plastiques renforcés de fibres en utilisant la méthode des poutres courtes.
Cette norme fournit une procédure d’essai standard pour :
La résistance au cisaillement interlaminaire représente la capacité d'un matériau à résister au cisaillement entre les couches (lames). Elle est particulièrement critique dans les matériaux stratifiés tels que les composites en fibre de carbone ou en fibre de verre, où le délaminage peut constituer un mode de défaillance important.
Cette norme est jugée nécessaire pour les raisons suivantes :
Les plastiques renforcés de fibres de carbone sont des matériaux composites constitués d'une matrice polymère, généralement de l'époxy, renforcée de fibres de carbone. Les fibres de carbone offrent une résistance et une rigidité exceptionnelles, tandis que la matrice polymère lie les fibres et répartit les charges. Cette combinaison permet d'obtenir un matériau léger, résistant et durable, idéal pour les applications hautes performances.
Les principales propriétés des plastiques renforcés de fibres de carbone sont :
Les stratifiés unidirectionnels sont des matériaux composites dont toutes les fibres de renfort sont alignées dans une seule direction au sein d'une matrice, généralement un polymère comme l'époxy. Cet alignement confère au stratifié une résistance et une rigidité élevées dans le sens des fibres, mais des propriétés bien inférieures dans le sens perpendiculaire. Ils sont utilisés dans des applications telles que l'aérospatiale, l'automobile ou les articles de sport, où une résistance directionnelle spécifique est requise, comme les poutres ou les composants structurels. Les fibres, généralement en carbone ou en verre, sont intégrées à la matrice pour les maintenir ensemble et transférer les charges.
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