Résistance au cisaillement des plastiques par poinçon (ASTM D732)

Modèle n° WTF-PT (acier inoxydable)

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Fig. 1 : Dispositif d'essai de cisaillement par poinçonnage ASTM D732 démonté.

L'ASTM D732, publiée pour la première fois en 1943 (référence 1), définit un essai de cisaillement par poinçonnage. Il est destiné à être utilisé comme test de sélection et de comparaison des matériaux pour les plastiques disponibles sous forme de feuilles ou de disques moulés. L'épaisseur des éprouvettes peut varier de 0,050 à 0,500 pouces. Un disque de 1 pouce de diamètre est découpé dans l'éprouvette à l'aide du dispositif d'essai illustré à la figure 1.

L'échantillon est de 2 pouces carrés ou de 2 pouces de diamètre, avec un trou de 7/16 pouces de diamètre percé au centre. Ce spécimen est serré entre les deux disques en acier trempé du poinçon illustré en bas à droite de la photographie. L'extrémité inférieure du poinçon est ensuite placée dans le trou de la plaque de base (en bas à gauche) et la plaque de couverture (en haut) est boulonnée pour maintenir l'échantillon en place. Le dispositif reposant sur la base de la machine d'essai, une force de compression est appliquée au sommet du poinçon pour cisailler un disque de 1 pouce de diamètre de l'échantillon.

Le site cisaillement est simplement calculée comme la force maximale appliquée divisée par la surface de cisaillement (circonférence du poinçon x épaisseur de l'échantillon).

Cette méthode d'essai est conçue comme un essai comparatif, et non comme une mesure quantitative de la résistance au cisaillement du matériau. En tant qu'essai de sélection des matériaux, il présente l'avantage de nécessiter un échantillon simple et d'utiliser une procédure d'essai simple. Cependant, un état de contrainte de cisaillement uniforme n'est pas atteint ; de fortes concentrations de contraintes se produisent sur les bords du poinçon. Si l'on souhaite obtenir des valeurs de conception de la résistance au cisaillement, il est nécessaire d'utiliser l'une ou l'autre des méthodes suivantes Cisaille Iosipescu (Référence 2) ou Cisaille pour rails à encoche en V (Référence 3) est recommandée.

D'autres méthodes non standard d'essai de cisaillement par poinçonnement de type comparatif ont également été développées. La photographie suivante montre deux de ces montages. Dans les deux montages illustrés, une éprouvette sous la forme d'une barre de section rectangulaire est simplement placée dans une fente de la base et une guillotine à fond plat est pressée contre la barre, la cisaillant en trois morceaux.

résistance au cisaillement des plastiques par le poinçon_1

Fig. 2 : Configurations alternatives du dispositif de cisaillement par poinçonnage.

Sources d'informations supplémentaires :

1) ASTM Standard D732-10 (2010), "Standard Test Method for Shear Strength of Plastics by Punch Tool", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1943).

 

2) ASTM Standard D5379-12 (2012), "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Beam Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en mai 1993).

 

3) ASTM Standard D7078-12 (2012), "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Rail Shear Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en avril 2005).