JIS K 6394 Caoutchouc, vulcanisé ou thermoplastique - Détermination des propriétés dynamiques - Guide général

La norme « JIS K 6394 Caoutchouc, vulcanisé ou thermoplastique - Détermination des propriétés dynamiques - Lignes directrices générales » développée par l'organisation japonaise de normalisation industrielle (JIS) décrit les méthodes de vibration libre et les méthodes de vibration forcée pour le caoutchouc vulcanisé et le caoutchouc thermoplastique (y compris les produits). Cette norme fournit des lignes directrices générales sur la manière d'obtenir des propriétés dynamiques. Cependant, la résistance aux chocs et les essais de fatigue répétés sortent du domaine d'application de cette norme.

Cette norme est essentiellement basée sur la norme « ISO 4664-1 Caoutchouc, vulcanisé ou thermoplastique - Détermination des propriétés dynamiques - Partie 1 : Orientations générales » publiée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Cette norme internationale est conçue pour fournir des conseils sur la détermination des propriétés dynamiques des caoutchoucs vulcanisés et thermoplastiques. Il comprend des méthodes de vibration libre et forcée appliquées à la fois aux matériaux et aux produits. Elle ne couvre pas les essais de flexion-rebond ou les essais cycliques dont le but principal est de fatiguer le caoutchouc.

Aux fins de la norme JIS K 6394, les termes et définitions suivants sont valides :

• Une boucle d'hystérésis est une courbe fermée qui représente les états contrainte-déformation successifs d'un matériau lors d'une déformation cyclique.
• La perte d'énergie est l'énergie par unité de volume perdue dans chaque cycle de déformation, c'est-à-dire l'aire de la boucle d'hystérésis.
• La perte de puissance est exprimée en perte d'énergie par unité de temps, par unité de volume, convertie en chaleur par hystérésis, multipliée par la perte d'énergie et la fréquence.
• La tension moyenne est la valeur moyenne de la tension pendant un seul cycle d'hystérésis complet. Il est exprimé en Pa. Il s'agit de la tension statique appliquée avant le début du mouvement dynamique. La contrainte moyenne à l'équilibre et la déformation moyenne sont présentées sous forme de moyennes temporelles des cycles initiaux ouverts, de la contrainte instantanée et de la contrainte. Une réponse sinusoïdale à un mouvement sinusoïdal fait référence à des boucles d'hystérésis qui sont ou peuvent être considérées comme elliptiques. Pour les déformations sinusoïdales importantes, la boucle d'hystérésis s'écartera d'une ellipse car la relation contrainte-déformation du caoutchouc est non linéaire et donc la réponse est non sinusoïdale. Le terme incrémental peut être utilisé pour désigner une réponse dynamique à une déformation sinusoïdale autour de diverses contraintes moyennes ou niveaux de contrainte moyens (par exemple, constante de ressort incrémentielle, module de cisaillement élastique incrémentiel).
• La déformation moyenne est la valeur moyenne de la déformation au cours d'un seul cycle d'hystérésis complet. Il s'agit de la contrainte statique appliquée avant le début du mouvement dynamique.
• L'amplitude de charge maximale, la charge maximale appliquée, est mesurée à partir de la valeur moyenne de la charge lors d'une seule onde sinusoïdale.
• L'amplitude de contrainte maximale est le rapport entre la force maximale appliquée et la surface de la section transversale de l'éprouvette non contrainte, mesurée à partir de la force moyenne (de zéro au pic d'un seul côté). Elle est exprimée en Pa.
• L'amplitude maximale de déviation est la valeur maximale de la déviation mesurée à partir de la valeur moyenne de la déviation au cours d'une seule onde sinusoïdale.
• Amplitude de déformation maximale, valeur maximale de déformation, mesurée à partir de la déformation moyenne (de zéro au pic d'un seul côté)
• L'effet Payne est le phénomène lors des essais dynamiques d'un composé de caoutchouc chargé où le module dynamique diminue à mesure que la déformation augmente.

Les tests de propriétés dynamiques sont utilisés pour comparer et évaluer les propriétés des matériaux, les matériaux de conception, les performances des produits et des critères similaires. Les résultats des tests de propriétés dynamiques dépendent de la déformation, de la contrainte, de la fréquence, de la température de test, de la forme de l'échantillon et de propriétés similaires. Ceci est largement limité par des effets tels que la capacité de l'équipement de test, la linéarité de la courbe d'hystérésis et la génération de chaleur interne de l'éprouvette. Ces éléments doivent donc être précisés et ajustés lors de la comparaison des résultats. Plus important encore, les conditions et l'équipement d'acquisition des données doivent être adaptés aux objectifs du test.

Les équipements adaptés à l'évaluation des propriétés des matériaux, tels que les petits équipements de test, peuvent être utilisés pour collecter des données pour les documents de conception ou pour mesurer les propriétés du produit. Dans certains cas, il peut ne pas être possible d'effectuer des mesures dans des conditions de test telles que la fréquence, l'amplitude ou la méthode de déformation.

Les essais de propriétés dynamiques sont sélectionnés en fonction de l'objectif de l'essai, de la méthode de vibration ou de la méthode de déformation.

La classification des tests de fonctionnalités dynamiques est la suivante :

• Selon le but du test :
  • Avec un petit équipement de test : comparaison et évaluation des propriétés des matériaux
  • Avec un grand équipement de test : comparaison et évaluation des matériaux de conception et des performances des produits
• Selon la méthode de vibration :
  • Avec un petit équipement de test : méthode sans résonance de vibration forcée
  • Avec un grand équipement de test : méthode de non-résonance de vibration forcée, méthode de résonance de vibration forcée et méthode de vibration libre
• Voir méthode de conversion :
  • Avec petit équipement d'essai : méthode de traction, méthode de flexion, méthode de compression et méthode de cisaillement
  • Avec un grand équipement d'essai : méthode de compression, méthode de traction, méthode de torsion et méthode de cisaillement
• Selon la forme de l'éprouvette :
  • Avec petit matériel de test : Rectangulaire, cylindrique et prismatique
  • Avec de grands équipements de test : cylindriques, prismatiques et coniques et produits

L'équipement utilisé dans les tests comprend généralement :

• support vibrateur
• Vibreur
• traverse
• capteur
• Pinces ou fixations pour échantillons
• four thermostatique
• Section du circuit de commande
• Unité de traitement des données

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