Composites plastiques renforcés de fibres ISO 15024 - Détermination de la résistance à la rupture interlaminaire (Gic) mode I pour les matériaux renforcés unidirectionnellement

La norme ISO 15024, « ISO 15024 Composites plastiques renforcés de fibres - Détermination de la ténacité à la rupture interlaminaire en mode I (Gic) pour les matériaux renforcés unidirectionnels », élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO) , décrit une méthode de détermination de la ténacité à la rupture interlaminaire en mode I (taux de libération d'énergie critique) des composites plastiques renforcés de fibres unidirectionnels à l'aide d'une éprouvette à double poutre en porte-à-faux.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

• La ténacité à la rupture interlaminaire de mode I, taux de libération d'énergie critique Gic, fait référence à la résistance à l'initiation et à la propagation des fissures de délaminage dans les stratifiés composites à matrice polymère renforcée de fibres unidirectionnelles sous une charge d'ouverture de mode I. Elle se mesure en joules par mètre carré.
• L'ouverture de fissure en mode I fait référence au mode d'ouverture de fissure dû à une charge appliquée perpendiculairement au plan de délaminage à l'aide d'une éprouvette à double poutre en porte-à-faux. L'échantillon de double poutre en porte-à-faux est présenté dans la figure donnée dans la norme.
• Le point NL fait référence au point d'écart par rapport à la linéarité dans la trace charge-déplacement. Le point NL est indiqué dans la figure donnée dans la norme.
• Le point VIS fait référence au point de départ du délaminage déterminé par observation visuelle au bord de l'échantillon, marqué sur la trace charge-déplacement. Le point VIS est indiqué dans la figure donnée dans la norme.
• Le point 5 pour cent/MAX fait référence au point de chargement de l'échantillon qui se produit pour la première fois entre (indiqué dans la figure fournie dans la norme) :
  • Augmentation du point de conformité de 0 pour cent par rapport à la référence (C5) (C5 pour cent)
  • point de charge maximal
• Les points PROP font référence à des points d'incréments de longueur de délaminage discrets au-delà de l'insert ou de la pointe de fissure initiale marquée sur la trace de charge-déplacement. Sont exclus les points où la fissure est arrêtée. Les points PROP sont indiqués dans la figure donnée dans la norme.
• La courbe de résistance au délaminage exprime le tracé croisé de Gic pour les valeurs de propagation initiales et ultérieures en fonction de la longueur de délaminage de l'ouverture de fissure en mode I. La courbe de résistance au délaminage est représentée sur la figure donnée dans la norme.

Lors des tests, un échantillon de poutre en porte-à-faux double en mode I est utilisé pour déterminer le Gic, qui est le taux de libération d'énergie critique ou la ténacité à la rupture intercouche des composites plastiques renforcés de fibres. La figure donnée dans la norme montre trois dispositions de chargement différentes pour l'échantillon :

• Exemple de chargement à l'aide de blocs de chargement
• Exemple de chargement à l'aide de charnières à piano
• Exemple de chargement à l'aide de charnières à insertion

La méthode de test est limitée aux couches unidirectionnelles à zéro degré uniquement.

Le traitement des données permet d'obtenir les valeurs initiales et ultérieures de Gic pour la ténacité à la rupture par ouverture en mode I. La courbe de résistance au délaminage est construite en représentant Gic en ordonnée en fonction de la longueur de délaminage en abscisse.

L'objectif de cette méthode d'essai est de déterminer les valeurs d'amorçage de la fissuration du matériau composite testé. Lors d'un essai sur une poutre double encastrée, le pontage des fibres peut ne pas être représentatif du matériau composite testé. Ce pontage est généralement considéré comme la principale cause de la forme ascendante de la courbe de résistance au délaminage avant d'atteindre une valeur de Gic approximativement constante, généralement pour des délaminages importants. Une charge d'ouverture de fissure est appliquée à l'éprouvette de poutre double encastrée, perpendiculairement au plan de délaminage, à l'aide de blocs de charge ou de charnières piano, sous contrôle de vitesse de déplacement constante. L'éprouvette de poutre double encastrée contient un film d'amorçage mince et non adhésif, intégré dans son plan médian, qui simule le délaminage initial. L'éprouvette est pré-fissurée par déchargement puis rechargement immédiat après la première augmentation de la propagation du délaminage à partir de l'insert. Le début d'une propagation stable du délaminage est surveillé, et les mesures d'amorçage et de propagation du délaminage sont enregistrées. La courbe de résistance au délaminage est tracée en tenant compte des valeurs d'amorçage et de propagation de la préfissure, tant pour l'insertion que pour le mode I. Dans certaines conditions prévues, une procédure alternative de préfissuration par coin peut être utilisée, mais elle est déconseillée.

La machine utilisée lors des essais doit répondre aux exigences suivantes : vitesse d'essai, mesures de fixation, de charge et de déplacement et enregistreur.

Parmi les nombreuses études d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluation réalisées pour des entreprises de divers secteurs, notre organisation, avec son personnel formé et expert et ses équipements technologiques de pointe, a établi « ISO 15024 Composites plastiques renforcés de fibres - Mode I de ténacité à la rupture interlaminaire (Gic ) pour les matériaux renforcés unidirectionnels." Elle propose également des prestations d'essais définies dans la norme "détermination".