Dispositif d'essai de compression Celanese modifié Wyoming

Modèle n° WTF-WC (acier inoxydable)

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Fig. 1 : Montage du dispositif d'essai de compression modifié par le Wyoming pour la Celanese.

Le dispositif d'essai de compression Celanese modifié du Wyoming représente une amélioration de la conception par rapport au dispositif d'essai de compression Celanese de la norme ASTM D 3410, désormais retiré (référence 1). Le montage standard Celanese est souvent critiqué en raison de la disposition des pinces en forme de cône dans le cône. Afin de maintenir un contact de surface total entre chaque paire de demi-cônes fendus saisissant une extrémité d'éprouvette à languette et la cavité conique correspondante dans le bloc d'extrémité, les extrémités à languette de l'éprouvette doivent être fabriquées à une épaisseur précise. Cela augmente considérablement le temps et le coût de préparation des spécimens et réduit la fiabilité de la méthode d'essai.

Le dispositif d'essai de compression Celanese modifié par le Wyoming a été mis au point à l'université du Wyoming (références 2 à 4). Comme l'indique la figure 2, qui montre les moitiés du montage séparées, le montage comprend des coins cylindriques circulaires coniques, qui restent ainsi en contact sur toute la surface avec les découpes cylindriques circulaires coniques de même rayon dans les blocs d'extrémité, indépendamment de l'épaisseur de l'échantillon. Cela élimine la principale critique du montage d'essai standard de Celanese. D'autre part, la géométrie circulaire globale du montage Celanese, qui est très efficace pour soutenir les contraintes circonférentielles élevées développées dans les blocs d'extrémité pendant un essai de compression, a été conservée. Ainsi, le dispositif est très compact par rapport aux dispositifs d'essai de compression de l'IITRI et de l'IITRI modifié du Wyoming, et ne pèse que 10 lb environ.

dispositif d'essai de compression du célanèse modifié du wyoming_1

Fig. 2 : Moitiés du dispositif séparées, spécimen partiellement installé

Des tiges d'alignement dans des roulements linéaires sont utilisées, comme dans les montages d'essai de l'IITRI et de l'IITRI modifié du Wyoming, plutôt qu'un manchon d'alignement externe comme dans le montage standard de Celanese. Cela permet de minimiser la friction et les risques d'accrochage, d'améliorer l'alignement et de faciliter l'accès à la zone de mesure de l'éprouvette pour l'instrumentation et l'observation.

Des vis vissées dans chacune des cales à leurs extrémités extérieures sont prévues pour permettre le serrage des cales sur l'éprouvette pendant l'installation. Ce serrage initial de l'éprouvette l'empêche de glisser dans les pinces lorsque la charge de la machine d'essai est appliquée pour la première fois. Ces vis n'ont pas besoin d'être extrêmement serrées car, à mesure que la charge de la machine d'essai augmente, l'action de coincement des pinces due à cette charge devient dominante.

Le dispositif est conçu pour tester une éprouvette d'une longueur nominale de 4,5" et d'une largeur de 0,50", bien qu'une éprouvette plus étroite puisse être testée, si nécessaire. Par exemple, le dispositif peut accueillir une éprouvette standard de Celanese de 0,25" de large, si la longueur standard de l'éprouvette de Celanese de 5,5" est réduite à 4,5". La longueur standard de la jauge est de 0,50", la même que pour les montages d'essai IITRI, Wyoming Modified IITRI et Celanese. La longueur totale de l'éprouvette est inférieure de 1" à celle des autres montages, qui ont tous un angle de conicité de 10º. Cette longueur réduite de la poignée est compensée par la diminution de l'angle de conicité du coin à 8º.

Le dispositif Wyoming Modified Celanese est conçu pour s'adapter à des épaisseurs de spécimens dans les régions de l'onglet comprises entre 0,15" et 0,25".

La longueur standard de la jauge (la distance entre les languettes) pour toutes les configurations de dispositifs d'essai de compression suivant les directives générales de la norme ASTM D3410 est de 0,50". Ainsi, la longueur des languettes pour les échantillons standard utilisés avec le gabarit d'essai de compression Wyoming Modified Celanese est de 2". Le montage peut également être utilisé pour tester des éprouvettes de longueur non standard, de zéro à environ 1" (si des tiges d'alignement plus longues sont remplacées, des éprouvettes de longueur plus importante peuvent être utilisées).

Les faces de préhension dentelées sont fournies en standard. Toutefois, des faces de préhension revêtues de particules de carbure de tungstène sont également disponibles.

Sources d'informations supplémentaires :

1) ASTM Standard D3410-03 (réapprouvé en 2008), "Compressive Properties of Polymer Matrix Composite Materials with Unsupported Gage Section by Shear Loading", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1975).

2) M.N. Irion et D.F. Adams, "Compression Creep Testing of Unidirectional Composite Materials", (Essai de fluage en compression des matériaux composites unidirectionnels).Composites, vol. 2, n° 2, avril 1981, p. 117-123.

3) J.S. Berg et D.F. Adams, "An Evaluation of Composite Material Compression Test Methods" (Évaluation des méthodes d'essai de compression des matériaux composites).Journal of Composites Technology and Research, Vol 11, n° 2, été 1989, pp 41-46.

4) D.F. Adams et E.M. Odom, "Influence of Test Fixture Configuration on the Measured Compressive Strength of a Composite Material", (Influence de la configuration du dispositif d'essai sur la résistance à la compression mesurée d'un matériau composite). Journal of Composites Technology and Research, vol. 13, n° 1, printemps 1991, p. 36-40.