La norme « EN ISO 14130 Composites plastiques renforcés de fibres – Détermination de la résistance apparente au cisaillement intercouche par la méthode de la poutre courte », élaborée par l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et publiée ultérieurement comme norme européenne dans le cadre des efforts d’harmonisation, décrit une procédure de détermination de la résistance apparente au cisaillement intercouche des composites plastiques renforcés de fibres par la méthode de la poutre courte. Cette méthode convient aux composites plastiques renforcés de fibres à matrice thermodurcissable ou thermoplastique, à condition d’obtenir une rupture par cisaillement intercouche.
Lorsqu'on utilise des matériaux autres que des stratifiés asymétriques et déséquilibrés, les résultats peuvent être affectés par divers facteurs tels que l'allongement/la flexion et la torsion. Cette méthode ne convient pas à la détermination des paramètres de conception, mais elle peut servir à la sélection des matériaux ou au contrôle qualité.
En principe, une barre à section rectangulaire est soumise à une flexion comme une poutre simple, ce qui entraîne une rupture par cisaillement intercouche. La barre repose sur deux appuis, et la charge est appliquée par un élément de chargement situé à mi-chemin entre ces appuis.
Cet essai est similaire à la méthode de flexion trois points (norme ISO 14125) utilisée pour déterminer les propriétés de flexion des matières plastiques. Cependant, un rapport portée d'essai/épaisseur de l'échantillon plus faible est adopté afin d'accroître le niveau de contrainte de cisaillement par rapport à la contrainte de flexion dans l'éprouvette et ainsi favoriser la rupture par cisaillement intercouche.
Il est important de souligner que le résultat obtenu n'est pas une valeur absolue. C'est pourquoi on utilise le terme « résistance apparente au cisaillement intercouche » pour décrire la grandeur mesurée. Les résultats d'essais obtenus sur des échantillons de tailles différentes ou testés dans des conditions différentes ne sont pas directement comparables.
La norme EN ISO 14130 appartient à une série de méthodes d'essai pour les composites plastiques renforcés de fibres largement utilisés dans des industries telles que l'aérospatiale, l'automobile, le secteur maritime, l'énergie éolienne et les équipements sportifs.
Cette norme définit une procédure normalisée pour déterminer la résistance apparente au cisaillement intercouche (résistance au cisaillement intercouche) des composites plastiques renforcés de fibres à l'aide d'essais de cisaillement sur poutre courte (également connu sous le nom de méthode de poutre courte ou essai de flexion en trois points sur courte portée).
Ce test induit des contraintes de cisaillement en appliquant une charge selon une configuration de flexion trois points, avec un écartement volontairement réduit entre les couches (stratifiés) du matériau composite. Cette configuration favorise la rupture par cisaillement intercouche plutôt que par flexion (torsion) ou compression des fibres externes.
Les principales caractéristiques de cette méthode sont les suivantes :
La configuration du test est la suivante :
Les normes étroitement liées à cette norme comprennent :
Ce test reste l'un des moyens les plus courants et les plus rentables d'évaluer les performances intercouches (à travers l'épaisseur) des composites stratifiés, notamment à des fins d'assurance qualité.
En résumé, la norme EN ISO 14130 est une norme internationale qui spécifie une méthode de détermination de la résistance apparente au cisaillement intercouche des composites plastiques renforcés de fibres par essai de cisaillement sur poutre courte. Cette norme est largement utilisée dans les industries aérospatiale, automobile, navale et des composites structuraux pour évaluer la qualité de l'adhérence entre les couches de stratifiés.
L'objectif principal de la norme EN ISO 14130 est de mesurer la résistance des matériaux composites stratifiés à la rupture par cisaillement intercouche. Dans les composites renforcés de fibres, la rupture se produit généralement entre les couches (délaminage), et non au niveau des fibres elles-mêmes. Ce test offre une méthode rapide d'évaluation :
Du fait de la taille relativement réduite de l'échantillon testé, cette méthode est utile pour le contrôle qualité et la comparaison des matériaux.
Cette norme utilise une configuration de flexion en trois points avec une portée très courte. Lorsque la poutre est chargée, la répartition des contraintes engendre des contraintes de cisaillement élevées entre les couches du stratifié, provoquant une rupture par cisaillement intercouche avant la rupture par flexion classique.
La norme EN ISO 14130 est largement utilisée pour l'évaluation des éléments suivants :
Secteurs d'application courants :
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