Dispositif d'essai à trou ouvert de Northrop (NAI-1504C)

Modèle n° WTF-NH (acier inoxydable)

IMG_3460

Fig. 1 : Montage d'essai de compression à trou ouvert Northrop assemblé avec l'échantillon installé.

Le dispositif d'essai de compression à trou ouvert Northrop a été mis au point par la Northrop Corporation. Il est décrit dans la spécification Northrop NAI-1504C (voir référence 1). L'éprouvette non tamponnée a une longueur de 3 pouces, une largeur de 1 pouce et une épaisseur variable en fonction du matériau et de la composition testés. La spécification Northrop recommande des épaisseurs allant de 0,125 à 0,250 pouces dans différents cas. L'éprouvette standard contient un trou de 0,25 pouce de diamètre en son centre, bien que le dispositif ait également été utilisé avec succès pour tester des éprouvettes de compression sans trou, s'il n'y a pas d'écrasement de l'extrémité de l'éprouvette.

Ce dispositif est un concurrent viable du dispositif d'essai de compression à trou ouvert Boeing, mieux connu, Wyoming Test Fixtures, Inc. Model WTF-OH (voir section C-1), qui est une norme ASTM (voir référence 2). La méthode Northrop utilise une éprouvette beaucoup plus petite, ce qui permet d'économiser le matériel d'essai, la version Boeing utilisant une éprouvette quatre fois plus longue et cinquante pour cent plus large, c'est-à-dire 12 pouces de long et 1,50 pouce de large.

L'éprouvette de compression à trou ouvert de Northrop est directement chargée en bout en compression jusqu'à la rupture dans le montage illustré à la figure 1, l'éprouvette s'étendant d'une extrémité à l'autre du montage et étant de niveau avec celui-ci. Le montage supporte l'éprouvette de manière essentiellement continue le long des deux faces, avec des découpes incorporées pour accueillir les jauges de contrainte et leurs fils de raccordement (voir la figure 2 ci-dessous d'un montage partiellement assemblé). L'éprouvette est maintenue entre les quatre blocs de support principaux, qui sont boulonnés ensemble par paires, avec un petit espace (0,1") entre les paires supérieure et inférieure. Cet ensemble est ensuite légèrement serré entre des plaques de retenue extérieures maintenues en place par des écrous à oreilles, comme illustré, afin de maintenir l'alignement axial de l'ensemble. Le dispositif assemblé, avec l'échantillon installé, est placé entre les plateaux plats d'une machine d'essai et chargé en compression jusqu'à la rupture.

IMG_3464

Fig. 2 : Montage partiel du dispositif d'essai de compression à trou ouvert de Northrop.

Les résultats des essais de compression à trou ouvert de la Northrop n'ont généralement pas été comparés directement aux résultats des essais de compression à trou ouvert de Boeing, car les largeurs des éprouvettes sont différentes, même si un trou de 0,25 po de diamètre est la norme pour les deux méthodes d'essai. Cependant, la référence 3 compare les résultats des éprouvettes Northrop de 1 po et 1,5 po de largeur avec les résultats des montages Boeing pour les charges de cisaillement et d'extrémité, ces résultats suggérant que les deux méthodes d'essai donnent des résultats comparables. Une autre discussion se trouve dans la référence 4.

Sources d'informations supplémentaires :

1) Spécification Northrop NAI-1504C, "Open Hole Compression Test Method", Northrop Corporation, Hawthorne, Californie, mai 1988.

2) ASTM Standard D6484-09 (2009), "Open-Hole Compressive Strength of Polymer Matrix Composite Laminates", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1999).

3) S.L. Coguill et D.F. Adams, "A Comparison of Open-Hole Compression Fixtures by Experimental Evaluation," Proceedings of the 45th International SAMPE Symposium and Exhibition, Long Beach, Californie, mai 2000, pp. 1095-1105.

4) D.F. Adams, "Open Hole Compression Testing", (essai de compression en trou ouvert) Composites haute performance, mars 2005, pp. 12-13.