L'évaluation de la ténacité à l'impact des polymères repose sur le lâcher d'un marteau pendulaire calibré à partir d'un angle initial de 150° pour frapper un échantillon de plastique entaillé dans des conditions de chargement contrôlées et à forte déformation. Qualitest La série QPI, qui propose les modèles analogiques QPI-C et numériques QPI-D, mesure avec précision l'énergie absorbée lors de la rupture d'un échantillon selon deux méthodes de configuration principales :
- Configuration Izod (ASTM D256 et ISO 180) : L'échantillon est fixé verticalement dans un étau de positionnement comme une poutre en porte-à-faux et frappé sur son bord libre supérieur au-dessus de l'encoche à des vitesses de frappe de 3.46 m/s (ASTM D256) ou 3.5 m/s (ISO 180).
- Configuration Charpy (ISO 179 et ASTM D6110) : L'échantillon repose horizontalement comme une poutre simplement appuyée contre deux enclumes de support et est frappé à mi-portée directement derrière l'entaille à des vitesses comprises entre 2.9 m/s et 3.8 m/s.
Pour garantir une concentration de contraintes contrôlée à la base de l'entaille, les échantillons d'essai sont préparés à l'aide du QuickNotch-Auto ou du QuickNotch™ II, usinant des profils d'entaille en V uniformes qui forcent l'amorçage de la fissure le long d'un plan désigné.
Flux de travail de test et opérationnel
- Préparation des échantillons via QuickNotch-Auto : Des machines de découpe motorisées usinent des entailles en V standard de 45° ou 90° dans des barres d'essai en plastique pour forcer une formation de fissures uniforme.
- Alignement de l'échantillon et centrage de l'étau : Sélectionnez le dispositif Charpy ou Izod requis. L'étau pour l'éprouvette comprend un mécanisme de positionnement intégré pour assurer un placement précis, garantissant ainsi que le point d'impact soit centré par rapport à la trajectoire du pendule.
- Lancement du test : Appliquez un impact dynamique à l'échantillon à l'aide du marteau pendulaire. Le système de déclenchement automatique ramène le marteau de son angle initial de 150°, simplifiant ainsi la procédure tout en maintenant une vitesse de balancement constante derrière les portes de l'enceinte de sécurité.
- Acquisition de données en temps réel et indemnisation des pertes : Les données d'impact s'affichent en temps réel sur l'écran tactile PLC de 7 pouces. Les mesures d'énergie absorbée sont automatiquement corrigées grâce au système de compensation intégré de la machine, qui prend en compte la résistance de l'air et les pertes par frottement.
- Stockage et exportation de données : La mémoire interne du système stocke jusqu'à 50 ensembles de données embarqués, permettant ainsi d'exporter directement les résultats des tests vers un ordinateur via USB à des fins de reporting et d'archivage.
Physique de la mesure et du calcul de l'énergie
L'essai au pendule repose sur la conservation de l'énergie potentielle mécanique (E = m · g · h). Le lâcher du marteau depuis sa position initiale à 150° (h₁ ) convertit l'énergie potentielle en vitesse cinétique au moment de l'impact. L'énergie absorbée par l'éprouvette (Eₐ ) est égale à l'énergie potentielle initiale moins l'énergie potentielle résiduelle à la hauteur après impact (h₂ ) , moins les pertes mécaniques.
E a = m · g · (h 1 - h 2 ) - Pertes
La série QPI-D calcule automatiquement la résistance aux chocs en normalisant l'énergie absorbée sur la surface de la section transversale de l'échantillon derrière l'entaille :
Résistance aux chocs = E a / (b · d m )
(Où b représente la largeur de l'échantillon et d m représente l'épaisseur restante derrière la racine de l'entaille).
Sélection de la précision et de la capacité de mesure
Pour maintenir la précision des mesures, les directives d'essai standard recommandent de choisir une capacité de marteau telle que l'énergie absorbée se situe entre 20 % et 80 % de la valeur nominale du pendule :
- Système QPI-C : Modèle à affichage analogique par aiguille pour la lecture manuelle directe de l'énergie.
- Système QPI-D : Modèle d'automate programmable numérique à écran tactile de 7 pouces pouvant stocker jusqu'à 50 ensembles de données avec exportation de données USB, prenant en charge des capacités Izod jusqu'à 50J et des capacités Charpy jusqu'à 25J.
Conformité aux normes et facteurs méthodologiques
- Paramètres standard: La série QPI est conforme aux normes ASTM D256, ISO 180, ISO 179, ASTM D6110, ISO 13802 et DIN 53453.
- Géométrie de l'enclume et du percuteur : Les différences d'espacement des enclumes de support, de rayons de pointe des percuteurs et de rayons de dégagement des enclumes entre les normes ASTM et ISO modifient la mécanique de flexion, empêchant une comparaison numérique directe entre les moyennes standard.
- Précision de l'encoche : La précision d'usinage influe directement sur les facteurs de concentration des contraintes. Des entailles plus profondes ou plus pointues diminuent la ténacité apparente, tandis que des angles d'entaille plus larges répartissent les forces d'impact sur un volume plus important. La préparation motorisée des échantillons grâce au QuickNotch-Auto élimine les variations dimensionnelles entre les lots d'essais.
