Dispositif d'essai de cisaillement sur rail à encoche en V (ASTM D7078)

Modèle n° WTF-NR (acier inoxydable)

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Fig. 1 : Dispositif d'essai de cisaillement sur rail à encoche en V avec une éprouvette standard à encoche en V (en haut au centre).

L'éprouvette standard ASTM D7078 de cisaillement de rail à encoche en V est longue de 3,0 pouces (la même que l'éprouvette standard Iosipescu), mais large de 2,20 pouces (contre 0,75 pouce pour l'éprouvette standard ASTM D5379 Iosipescu), ce qui donne une section de jauge beaucoup plus grande entre les encoches (1,20 pouce de large contre 0,45 pouce). Le rapport de 0,227 entre la profondeur et la largeur de l'entaille de l'échantillon est similaire au rapport de 0,200 de l'échantillon Iosipescu standard, ce qui permet de préserver la géométrie de la section de jauge.

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Fig. 2 : Dispositif d'essai de cisaillement des rails à encoches en V (ASTM D7078).

Une longueur de 1,0 pouce le long de chaque extrémité du spécimen est saisie par le dispositif d'essai. En d'autres termes, le spécimen est saisi jusqu'aux encoches, ce qui fait qu'une zone non saisie de 1,0 pouce du spécimen est exposée entre les poignées. Le montage est fourni avec des trous filetés dans chaque moitié du montage d'essai pour la connexion à la machine d'essai. Des adaptateurs optionnels, tels que le goujon standard de 1,25 pouce de diamètre avec un trou transversal de 0,50 pouce de diamètre (Instron Type Dm) illustré à la figure 1-3, peut être fourni pour s'adapter à la machine d'essai du client.

Une découpe est illustrée dans l'assemblage de la poignée inférieure à gauche sur les figures 1 et 2. Cette découpe permet d'installer l'échantillon sans avoir à retirer le dispositif de la machine d'essai, ce qui est parfois souhaitable, par exemple lors d'essais à température élevée ou d'essais cryogéniques.

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Fig. 3 : Montage de l'essai de cisaillement sur rail à encoche en V.

Une paire d'entretoises (gabarits) pour l'installation des échantillons, illustrée à la figure 4, est fournie avec chaque montage. Ces gabarits sont également représentés à l'extrême gauche de la figure 1. Ces gabarits d'installation sont utilisés pour aider à centrer les encoches des échantillons entre les rails pendant l'installation, et ont été jugés très utiles par les utilisateurs de ce montage d'essai. Une fois l'installation des échantillons terminée, les gabarits d'installation sont retirés.

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Fig. 4 : Utilisation d'entretoises d'installation (gabarits) pour centrer l'échantillon.

Des dispositifs de cisaillement de rails à encoches en V de configuration spéciale peuvent également être conçus et fabriqués. La figure 5 montre un dispositif de cisaillement à largeur de section ajustable spécialement conçu. Des dispositifs non réglables pour des largeurs de section non standard (fixes) peuvent également être fabriqués.

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Fig. 5 : Dispositif spécial d'essai de largeur de section de jauge réglable pour tester des échantillons de largeur de section de jauge variable (augmentée).

An Adjustable Combined Loading V-Notched Rail Shear test fixture has been developed.  This fixture is shown in comparison to the standard V-Notched Rail Shear Test Fixture in Fig 6. Note that the depth of the cavity in which the specimen is gripped has been increased from 1 in. to 2 in. in the Combined Loading Shear test fixture (left) to provide greater surface area and edge distance for specimen loading. Whereas the standard V-Notched Rail Shear specimen is 3 in. x 2.2 in. as shown above in Fig. 4, the Combined Loading Shear specimen is 5 in. x 2.2 in. However, the size and shape of the central notched test section of the specimen is the same for the two test configurations.

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Fig. 6:  Adjustable Combined Loading Shear (CLS) Test Fixture (left) shown with the standard V-Notched Rail Shear Test Fixture (right).

The adjustable Combined Loading Shear test fixture is shown partially disassembled in Fig. 7.  A flat plate contacts the edge of the specimen, being held against the specimen by a screw.  This screw can be used to adjust for the width of the specimen, or to actually apply a preload to the specimen edges.

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Fig. 7:  Adjustable Combined Loading Shear (CLS)Test Fixtures with one half shown disassembled at the left.

Sources d'informations supplémentaires :

1) Norme ASTM D7078-05 (2005), "Standard Test Method for Shear Properties of Composite Materials by the V-Notched Rail Shear Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvanie (première publication en avril 2005).

2) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., and Adams, D. F., "Development and Evaluation of the V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates," Federal Aviation Administration Report DOT/FAA/AR-03/63, FAA Office of Aviation Research, Washington, D.C., September, 2003.

3) Hussain, A. K. et Adams, D. F., "An Analytical and Experimental Evaluation of the Two-Rail Shear Test for Composite Materials," University of Wyoming Composite Materials Research Group Report UW-CMRG-R-98-105, février 1998.

4) Adams, D. O., Moriarty, J. M., Gallegos, A. M., et Adams, D. F., "The V-Notched Rail Shear Test", (Essai de cisaillement de rail entaillé en V). Journal des matériaux composites, vol. 41, n° 3, février 2007, p. 281-297.

5) Adams, D.O., Gallegos, A.M, Moriarty, J.M., et Adams, D.F., "A V-Notched Rail Shear Test for Composite Laminates," Proceedings of the 2002 SEM Annual Conference, Milwaukee, WI, June 2002.

6) Adams, D.O., Moriarty, J.M., Gallegos, A.M., et Adams, D.F., "Development and Evaluation of a V-Notched "Rail Shear Test"," Proceedings of the 2002 SAMPE Technical Conference, Baltimore, MD, November 2002.

7) Hussain, A.K., et Adams, D.F., "The Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Fixture for Composite Materials", (Le dispositif d'essai de cisaillement à deux rails modifié du Wyoming pour les matériaux composites). Journal of Composites Technology and Research, vol. 21, n° 4, octobre 1999, p. 215-223.

8) Hussain, A.K., et Adams, D.F., "Experimental Evaluation of the Wyoming-Modified Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials", (Évaluation expérimentale de la méthode d'essai de cisaillement à deux rails modifiée par le Wyoming pour les matériaux composites). Mécanique expérimentale, vol. 44, n° 4, août 2004, p. 354-364.

9) Hussain, A.K., et Adams, D.F., "Analytical Evaluation of the Two-Rail Shear Test Method for Composite Materials", (Évaluation analytique de la méthode d'essai de cisaillement à deux rails pour les matériaux composites). Science et technologie des compositesVol. 64, 2004, p. 221-238.