techniques d’essais mécaniques de MISTRAS
Les métaux et composites sont soumis à des contraintes croissantes de tension, de compression, de cisaillement et de pelage durant leur durée de vie. MISTRAS utilise différentes techniques d'essais mécaniques, notamment l'ajout de température, de déformation, de charge unidirectionnelle ou de cisaillement, afin d'obtenir des résultats pertinents sur la réaction des matériaux fonctionnant sous des contraintes extrêmes. Pour en savoir plus sur les essais mécaniques de MISTRAS, veuillez consulter la section suivante.
Test de dureté
Les essais de dureté regroupent plusieurs techniques consistant à appliquer une indentation forcée à un matériau et à mesurer la profondeur de l'empreinte ; plus l'empreinte est profonde, plus le matériau est tendre. Ces essais sont largement spécifiés (par de nombreux codes et normes) comme moyen de vérifier que les propriétés des matériaux (matériau de base, zones de soudure, etc.) se situent dans les plages attendues pour l'application. Les mesures de dureté montrent une relation linéaire entre la résistance à la traction et la dureté d'un acier.
MISTRAS utilise différentes méthodes d'essai de dureté pour déterminer la dureté des matériaux par empreintes micrométriques. Combinées à d'autres méthodes d'essai telles que les essais de traction, les essais de résilience, l'analyse métallographique et chimique, elles permettent de caractériser les matériaux ou d'obtenir des informations sur leurs traitements thermiques.
Tests d'impact
Les essais de résilience consistent à fracturer un matériau à grande vitesse afin de déterminer sa ténacité, sa résistance aux chocs et sa capacité d'absorption d'énergie. Ils sont souvent utilisés pour évaluer les points forts et les points faibles des soudures. MISTRAS réalise des essais de résilience à différentes températures afin de reproduire les conditions d'utilisation du matériau.
Les essais de résilience, tels que les essais Charpy (entaille en V ou en U), déterminent la résilience en mesurant l'énergie absorbée par un matériau lors de sa rupture. Pour les matériaux soudés, ces essais permettent d'obtenir des informations sur la résistance et le comportement de la soudure.
MISTRAS effectue des tests d'impact à différentes températures afin de reproduire l'environnement du matériau lorsqu'il est utilisé en conditions réelles.
Pour les matériaux composites, MISTRAS utilise des essais d'impact afin de simuler, par exemple, les dommages subis en service, qui entraînent un délaminage au sein du matériau. Les propriétés mécaniques résiduelles sont ensuite déterminées.
Essais de cisaillement des métaux
Lors d'un essai de cisaillement, les forces parallèles appliquées à la surface de contact déterminent les propriétés sous contrainte de cisaillement. Cet essai est important pour les composants tels que les boulons ou les vis, qui subissent des forces de cisaillement lorsque les surfaces qu'ils assemblent se déplacent latéralement.
Il est également utilisé pour tester des échantillons produits par des procédés de fabrication additive.
Essai de traction
Des essais de traction sont fréquemment réalisés pour évaluer la résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'allongement. La méthode consiste à exercer une traction sur l'éprouvette afin de déterminer la résistance du matériau et son allongement.
Les techniciens de MISTRAS appliquent une tension contrôlée à des matériaux métalliques, composites et polymères afin de déterminer leur résistance à la traction, leur allongement maximal, leur limite d'élasticité, leur élasticité, leur ductilité et d'autres caractéristiques. Cet essai, également appelé « essai de traction », peut être réalisé dans diverses conditions, adaptées à chaque expérience en fonction de l'environnement du matériau étudié.
Les essais de traction sont effectués sur des produits métalliques ou plastiques, des pièces moulées, des soudures, des fils, des barres d'armature et des produits tubulaires.
Test d'adhérence par pelage
Essai de traction pour évaluer la résistance de l'adhésif utilisé pour assembler les composants. Cet essai sert au contrôle qualité et permet de déterminer le comportement de l'adhésif afin de prédire ses performances en utilisation. Les essais de pelage à 90° et 180° consistent à séparer les matériaux collés et à enregistrer la force moyenne nécessaire à une séparation complète.
Lors des tests d'adhérence par pelage, on détermine la résistance au pelage de l'adhésif utilisé pour assembler les composants. Réalisés par notre personnel qualifié, ces tests constituent une méthode rapide et fiable pour analyser le comportement des matériaux.
Test de pelage du tambour
Couramment utilisé pour les composants aérospatiaux, le test de pelage au tambour détermine la résistance d'adhérence des matériaux adhésifs sur des surfaces flexibles et rigides. Lors de ce test, un outil appelé tambour de pelage vertical mesure la résistance en appliquant des forces de pelage lors de la séparation des matériaux.
MISTRAS propose un test de pelage sur tambour spécifique, largement utilisé pour les composants aérospatiaux. Ce test détermine la force de pelage en décollant une feuille métallique d'une âme en nid d'abeilles. Ensuite, un dispositif de pelage à tambour ascendant permet de déterminer la résistance des composants en appliquant uniquement des forces de pelage.
Essai à rouleaux flottants
Un test de pelage permet de séparer des matériaux souples et rigides à l'aide d'un dispositif de pelage à rouleau flottant afin de déterminer les forces de pelage moyennes. Le test est réalisé selon un angle pour les substances non souples.
Lors du test de pelage au rouleau flottant, les techniciens du laboratoire MISTRAS séparent les matériaux flexibles et rigides à l'aide d'un dispositif de pelage spécifique. La force de pelage moyenne ainsi déterminée permet aux opérateurs d'appréhender le comportement réel du métal et d'anticiper les performances du composant en conditions réelles d'utilisation.
Essai de roulement
Il est important de tester la résistance à la fatigue des roulements afin de déterminer l'impact de la chaleur, des procédés de finition, etc. Compte tenu des contraintes auxquelles un roulement est soumis en service, il est essentiel de connaître ses caractéristiques mécaniques.
Dans le domaine des composites, un essai de compression permet de déterminer les performances du stratifié. L'éprouvette est soumise à une charge de traction ou de compression, fixée par un boulon, jusqu'à rupture. Le mode de rupture est ensuite analysé.
Résistance au cisaillement interlaminaire (ILSS)
Les matériaux stratifiés, qu'ils soient standard ou finis, sont soumis à un essai de cisaillement afin de détecter d'éventuelles ruptures. Cet essai porte sur des stratifiés composés de résine époxy ou d'un autre matériau fragile. Le type de rupture observé permet de caractériser le matériau de la matrice ou la qualité de son adhésion.
Les techniciens de MISTRAS utilisent des essais de résistance au cisaillement interlaminaire, également appelés essais de résistance à la flexion sur poutre courte ( SBS ), pour déterminer la résistance au cisaillement à travers l'épaisseur d'un stratifié. L'éprouvette est soumise à une charge en trois points sur une courte portée, ce qui permet de tirer des conclusions sur la qualité de la matrice et le processus de fabrication.
Nos solutions d'essai de résistance au cisaillement interlaminaire ( ILSS ) permettent de déterminer la résistance entre les plaques stratifiées. L'ILSS est utilisé pour les stratifiés standard et les stratifiés intégrés à des structures finies.
Essai de cisaillement par recouvrement
L'essai d'adhérence consiste à coller des plaques à l'aide d'un adhésif spécifique, puis à les séparer en mesurant le point de rupture. Cet essai de cisaillement permet de déterminer l'utilisation appropriée des adhésifs.
MISTRAS utilise un test de cisaillement par recouvrement pour déterminer la résistance des adhésifs. MISTRAS évalue la force maximale et analyse les surfaces de rupture. Il s'agit d'un test efficace pour observer les processus d'adhésion.
Essai de ténacité à la rupture interlaminaire
L'essai de ténacité à la rupture interlaminaire caractérise les délaminages dans les matériaux et détermine la ténacité à la rupture des composites renforcés. Lorsqu'on tente de séparer l'échantillon, la propagation de la fissure est mesurée jusqu'à ce que l'échantillon atteigne un point de rupture.
Les techniciens de MISTRAS réalisent des essais de ténacité à la rupture interlaminaire, une méthode de test de résistance fiable et efficace. Le chargement est effectué en traction (mode I), en cisaillement (mode II) ou par une combinaison des deux.
Tests de cadres photo
Il s'agit d'une méthode d'essai de cisaillement particulièrement adaptée aux matériaux composites de grande taille. Des trous sont percés dans les quatre bords d'un panneau, puis ces bords sont fixés entre des rails. Lors de l'essai, les forces de traction exercées sur le panneau sont appliquées en diagonale aux coins opposés du cadre, tandis que les paires de rails pivotent l'une par rapport à l'autre.
L'essai de cisaillement par cadre est une méthode fiable et éprouvée pour les grands échantillons de matériaux, permettant de déterminer les données de cisaillement nécessaires à la conception et à la validation structurelle. MISTRAS prépare intégralement les matériaux pour l'essai et perce les trous en fonction de la taille et de l'épaisseur du matériau. Il réalise les essais de panneaux sandwich et contribue à révéler les propriétés de drapage des matériaux.
Essais de flexion
L'essai de flexion est un essai qualitatif destructif qui évalue la ductilité et la résistance d'un matériau. La flexion d'un matériau permet d'analyser ses caractéristiques sous pression, sa résistance à la fissuration et sa capacité à supporter une charge. Cet essai est fréquemment utilisé pour les assemblages soudés bout à bout.
Essais de résistance des poutres courbes
L'essai de résistance à la traction sur poutre courbe permet de mesurer les propriétés de résistance d'une poutre composite sous contrainte. Cet essai consiste à relier deux branches par un coude à 90 degrés, ce qui applique une flexion constante à la poutre renforcée de fibres. Il permet également de mesurer la résistance à la traction interlaminaire.
L'essai de résistance des poutres courbes MISTRAS est une méthode d'essai populaire et très appréciée pour son efficacité.
Test de Nick Break
L'essai de rupture par entaille consiste à pré-entailler la surface d'un matériau, puis à appliquer une force directe, souvent en frappant la surface avec un marteau ou en la soumettant à une traction. Le matériau fracturé est ensuite examiné afin d'analyser sa qualité en fonction des inclusions de scories, de la porosité, de la fracturation incomplète, des fissures et autres caractéristiques des fractures.
L'essai de rupture par entaille consiste à pré-entailler la surface d'un matériau soudé, puis à appliquer une force directe. Le matériau fracturé est ensuite examiné afin d'analyser sa fiabilité technique en fonction des inclusions de laitier, de la porosité, de la fracturation incomplète, des fissures et autres caractéristiques de la fracture. Cet essai garantit que les défauts internes présents restent dans les limites définies par les spécifications du matériau. Cette méthode d'essai révèle la qualité interne des soudures.
Essais de roulements
MISTRAS détermine le niveau de fatigue des roulements. Compte tenu des contraintes auxquelles un roulement est soumis en service, il est important de connaître ses caractéristiques mécaniques.
Les essais de fatigue des roulements permettent un contrôle qualité précis des composants. MISTRAS dispose de l'équipement complet nécessaire à la réalisation correcte de ces essais.
Essais de cisaillement composite
Deux méthodes permettent de réaliser des essais de cisaillement sur des matériaux composites : l’utilisation d’un stratifié incliné ou d’une éprouvette entaillée en V soumise à un cisaillement. Dans le premier cas, les propriétés de cisaillement dans le plan sont déterminées en soumettant le stratifié incliné à une traction. Dans le second cas, l’éprouvette est soit soumise à une traction (méthode du cisaillement sur rail), soit à une compression (méthode dite « de cisaillement Iosipescu »). Les propriétés de cisaillement à travers l’épaisseur du stratifié peuvent également être déterminées en fonction du mode d’extraction de l’éprouvette.
Ce test est souvent utilisé pour répondre aux besoins de contrôle et d'assurance qualité ( AQ/CQ ) ou pour recueillir des données permettant de caractériser les matériaux.
Essais de soudage par points
MISTRAS utilise des essais destructifs pour garantir la qualité des soudures par points et autres composants d'équipements. Une force est appliquée extérieurement sur la soudure par points afin de révéler la zone de soudure pour une inspection et une analyse plus approfondies. Ce type d'essai permet aux techniciens d'effectuer un contrôle plus précis de la soudure par points.
