Dispositif d'essai de traction à disque divisé (ASTM D2290)

Modèle n° WTF-SD (acier inoxydable)

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Fig. 1 : L'appareil original de type A (maintenant abandonné) à gauche et l'appareil actuel de type A, B et C à droite.

La norme ASTM D2290 (référence 1) comprenait à l'origine trois procédures d'essai des éprouvettes annulaires. Les procédures originales B et C, respectivement pour les éprouvettes en plastique extrudé et moulé non renforcé et pour les tuyaux en plastique extrudé de plus grand diamètre, utilisaient des montages du type général illustré à droite de la figure 1.

Le montage original pour tester les éprouvettes de la procédure A, c'est-à-dire les éprouvettes annulaires renforcées de fibres parallèles, illustré sur le côté gauche de la figure 1, a été supprimé de la norme en 2000, après que la responsabilité de la mise à jour de la norme ait été transférée du comité D-30 Composites au comité F-17 Tuyauterie plastique.

Cependant, ce dispositif original de la procédure A, désormais supprimé, bien qu'il ne soit plus une norme ASTM, est toujours utilisé pour tester les anneaux composites à enroulement filamentaire, et le dispositif est disponible auprès de Wyoming Test Fixtures, Inc.

Bien que cette méthode d'essai originale de la procédure A ait été une norme ASTM de 1964 à 2000, sa popularité a varié au fil des ans. L'une des critiques est qu'une certaine flexion est induite dans l'éprouvette annulaire au niveau de la fente. Cela se reflète même dans le titre de la norme, "Apparent Hoop Tensile Strength ...". Cette erreur potentielle est analysée et discutée en détail dans les références 2 et 3. La friction entre le dispositif de fixation du disque fendu et l'échantillon de l'anneau est également un problème. Ces effets sont discutés dans les références 3 et 4. En général, cette méthode d'essai est toujours considérée comme un essai acceptable pour les anneaux composites unidirectionnels (enroulés en cercle).

Ces anciens spécimens de la procédure A sont des anneaux enroulés de diamètre, de largeur et d'épaisseur contrôlés, à savoir 5,750 pouces de diamètre intérieur, 0,250 pouce de largeur et 0,060 pouce d'épaisseur, pour s'adapter à la monture d'essai standard.

La norme ASTM D2290 révisée désigne toujours les procédures A, B et C. La procédure A est désormais utilisée pour tester les tuyaux en résine thermodurcissable renforcée, la procédure B pour les tuyaux thermoplastiques de toute taille et la procédure C pour les tuyaux thermoplastiques d'un diamètre nominal de 4,5 pouces ou plus.

Toutes ces procédures révisées utilisent la même configuration générale de montage (la configuration illustrée sur le côté droit de la Fig. 1, et dans la Fig. 2 ci-dessous), la taille du montage variant pour s'adapter à la taille particulière de l'échantillon concerné. Dans certaines limites, des spécimens de tailles différentes peuvent être testés avec les mêmes supports, en utilisant des paires interchangeables de disques fendus.

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Fig. 2 : Configuration actuelle du dispositif d'essai utilisé dans la norme ASTM D2290.

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Fig. 3 : Montage d'essai de traction à disque divisé partiellement désassemblé.

Ces différentes configurations d'échantillons et procédures de test sont entièrement définies dans la version 2012 de la norme ASTM D2290 (référence 1). Les détails de la fixation et de l'échantillon désormais obsolètes pour tester les anneaux à enroulement filamentaire peuvent être trouvés dans les versions 1992 et antérieures de l'ASTM D2290.

La version 2012 de l'ASTM D2290 a ajouté une procédure D, pour tester les tuyaux en polyéthylène d'un diamètre nominal de 14" ou plus et ayant de préférence une épaisseur de paroi de 1" ou plus. Plutôt que de tester un anneau complet, deux segments de 4" de long de l'anneau sont testés ensemble dans un dispositif spécial entièrement défini dans la norme ASTM D2290-12.

Source d'information supplémentaire :

1) ASTM Standard D2290-12, "Apparent Tensile Strength of Ring or Tubular Plastics and Reinforced Plastics by Split Disk Method", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1964).

2) C.E. Knight, Jr, "Failure Analysis of the Split-D Test Method", Composite Materials : Testing and Design (4th Conference), ASTM STP 617, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, 1977, pp. 201-214.

3) S.H. Yoon, W.M. Cho et C.G. Kim, "Measurement of Modulus in Filament Wound Ring Specimen Using Split Disk Test" (mesure du module d'un échantillon d'anneau enroulé de filaments à l'aide d'un disque divisé). Mécanique expérimentale, Janvier/Février 1997, pp. 25-28.

4) I.A. Jones, V. Middleton, et M.J. Owen, "Roller-Assisted Variant of the Split Disc Test for Filament-Wound Composites," (Variante assistée par rouleau de l'essai de disque fendu pour les composites à filaments). Composites, Partie AVol. 27A, 1996, p. 287-294.