ISO 179 Plastiques - Détermination des propriétés de choc Charpy

La méthode Charpy pour déterminer les propriétés d'impact décrite dans la série de normes ISO 179 a une gamme d'applications plus large que celle donnée dans la norme ISO 180 et est plus adaptée aux essais de matériaux qui présentent une fracture par cisaillement interlaminaire ou des effets de surface causés par des facteurs environnementaux.

Cette méthode convient à la gamme de matériaux suivante :

• Matériaux de moulage et d'extrusion thermoplastiques rigides (y compris les composés chargés et renforcés en plus des types non chargés) et feuilles thermoplastiques rigides
• Matériaux de moulage thermodurcissables rigides (y compris les composés chargés et renforcés) et feuilles thermodurcissables rigides (y compris les stratifiés)
• Composites thermodurcissables et thermoplastiques renforcés de fibres contenant des renforts unidirectionnels ou multidirectionnels (tels que des tapis, des tissus, des mèches tissées, des fils coupés, des renforts combinés et hybrides, des mèches et des fibres broyées) ou des feuilles en matériaux pré-imprégnés, y compris des composés chargés et renforcés
• Polymères à cristaux liquides thermotropes.

Les éprouvettes entaillées ne conviennent généralement pas aux matériaux cellulaires rigides, aux composites renforcés de fibres longues ou aux polymères à cristaux liquides thermotropes. Dans ces cas, des éprouvettes non entaillées peuvent être utilisées. Cette méthode convient aux éprouvettes moulées aux dimensions sélectionnées, usinées à partir de la section centrale d'une éprouvette standard polyvalente, ou usinées à partir de produits finis ou semi-finis tels que des moules, des stratifiés et des plaques extrudées ou coulées.

La norme « ISO 179 Plastiques - Détermination des propriétés de choc Charpy », élaborée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO), comprend les sous-sections suivantes publiées sous le même titre :

• La norme ISO 179-1 Partie 1 : Essais de choc non instrumentés décrit une méthode de détermination de la résistance au choc Charpy des plastiques dans des conditions spécifiées. Cette norme définit différentes configurations d'éprouvettes et d'essais. Différents paramètres d'essai sont spécifiés selon le type de matériau, le type d'éprouvette et le type d'entaille. Cette méthode permet d'examiner le comportement de types d'éprouvettes spécifiques dans des conditions de choc définies et de prédire leur fragilité ou leur ténacité dans les limites des conditions d'essai. Elle permet également d'établir des données comparatives pour des matériaux similaires.

L'éprouvette, supportée principalement à ses extrémités par une poutre horizontale, est frappée par un impacteur unique, la ligne d'impact étant centrée entre les supports, puis soumise à une flexion élevée et nominalement constante. En cas d'impact sur les bords d'éprouvettes entaillées, la ligne d'impact est directement opposée à l'entaille unique. La méthode permet de déterminer les dimensions optimales de l'éprouvette.

Les essais effectués sur des échantillons de tailles ou d'encoches différentes, ou sur des échantillons préparés dans des conditions différentes, peuvent donner des résultats non comparables. D'autres facteurs, tels que la capacité énergétique de l'instrument, la vitesse d'impact et le conditionnement de l'échantillon, peuvent également influencer les résultats.

Par conséquent, lorsque des données comparatives sont nécessaires, ces facteurs doivent être soigneusement contrôlés et enregistrés. Cette méthode n'est pas destinée à servir de base de calcul pour la conception. Cependant, des informations sur le comportement typique d'un matériau peuvent être obtenues en effectuant des essais à différentes températures, en faisant varier le rayon de l'entaille et/ou l'épaisseur de l'éprouvette, et en testant des éprouvettes préparées dans différentes conditions.

• La norme ISO 179-2 Partie 2 : Essais de choc instrumentés décrit une méthode de détermination des propriétés de choc Charpy des plastiques à partir de diagrammes force-déformation. L'ISO 179-1 définit différents types d'éprouvettes en forme de barre et leurs configurations, ainsi que les paramètres d'essai en fonction du type de matériau, de l'éprouvette et de l'entaille. Ce document traite des effets dynamiques tels que la résonance de la cellule de charge/du percuteur, la résonance de l'éprouvette et les pics d'inertie/de contact initial.

La norme ISO 179-1 permet de caractériser le comportement à l'impact uniquement par la résistance à l'impact, à l'aide de dispositifs dont l'énergie potentielle est approximativement égale à l'énergie de rupture spécifique à mesurer. Cette norme permet d'enregistrer un diagramme force-déformation ou force-temps pour une caractérisation détaillée du comportement à l'impact et pour développer des dispositifs automatisés éliminant le besoin d'adaptation énergétique.

La méthode décrite dans cette norme convient également pour :

• Pour obtenir des propriétés matérielles plus nombreuses et différentes dans des conditions d'impact.
• Auditez la procédure d'essai Charpy, car cette instrumentation permet de détecter des erreurs opérationnelles typiques, telles que l'échantillon n'étant pas en contact étroit avec les supports.
• Détection automatique du type de fracture.
• Instruments de type pendule pour éviter le remplacement fréquent des marteaux pendulaires.
• Pour mesurer les propriétés mécaniques de rupture décrites dans d'autres normes ISO.

La norme ISO 179-1 s'applique à la gamme de matériaux qui peuvent être testés par cette méthode.

Pour une comparabilité générale des résultats des tests, il convient de consulter la norme ISO 179-1.

Des informations sur le comportement typique des matériaux peuvent être obtenues en effectuant des essais à différentes températures, en faisant varier le rayon de l'entaille ou l'épaisseur de l'éprouvette, et en testant des éprouvettes préparées dans différentes conditions. La présente norme n'a pas pour objectif de fournir une interprétation du mécanisme intervenant en chaque point du diagramme force-déformation. De telles interprétations relèvent de la recherche scientifique continue.

Les résultats d'essai obtenus avec cette méthode ne peuvent être comparés que si les conditions de préparation de l'éprouvette et les conditions d'essai sont identiques. Par conséquent, le comportement au choc des produits finis ne peut être prédit directement à partir de cet essai.

En principe, une éprouvette en forme de tige, supportée à ses extrémités comme une poutre horizontale, est frappée verticalement, la ligne d'impact étant centrée entre les supports, puis est fléchie à une vitesse nominalement constante et élevée. Lors de l'impact, la force d'impact est enregistrée en fonction du temps ou de la fléchissement. Selon la méthode d'évaluation, la fléchissement de l'éprouvette peut être mesuré directement à l'aide d'instruments de mesure appropriés ou, dans le cas de supports d'impact sans frottement, en calculant la vitesse et la force initiales en fonction du temps. Le diagramme force-fléchissement obtenu lors de ces essais décrit le comportement de l'éprouvette à l'impact à vitesse de fléchissement élevée, et permet d'en déduire diverses propriétés du matériau.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluations, dispose d'une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ISO 179 Plastiques - Détermination des propriétés de choc Charpy.