Cisaillement à double recouvrement

L'essai de cisaillement à double recouvrement est une méthode mécanique utilisée pour mesurer la résistance au cisaillement des adhésifs. L'essai utilise une configuration de joint en couches où l'adhésif est placé entre deux interfaces. Contrairement à l'essai de cisaillement à simple recouvrement, l'essai à double recouvrement réduit les contraintes de flexion en positionnant la couche d'adhésif symétriquement entre deux substrats extérieurs. Il en résulte une contrainte de cisaillement plus uniforme sur la couche d'adhésif et des données plus fiables.

Dans un échantillon standard de cisaillement à double recouvrement, trois bandes rectangulaires de matériau sont collées ensemble. La bande centrale est soumise à une traction, tandis que les deux bandes extérieures équilibrent la charge, de sorte que la liaison adhésive est soumise à une contrainte de cisaillement plutôt qu'à une contrainte de pelage ou de traction.

L'essai de cisaillement à double recouvrement est largement utilisé pour déterminer les performances des adhésifs dans les applications structurelles et semi-structurelles. Il permet aux ingénieurs de

• Quantifier avec précision la résistance au cisaillement des joints adhésifs.
• Comparer les adhésifs en fonction des conditions de durcissement, des substrats et des traitements de surface.
• Comprendre comment les joints collés se comporteront sous des charges opérationnelles.
• Identifier les modes de défaillance probables tels que la rupture de la cohésion, la rupture de l'adhésif ou la rupture du substrat.

Le test est utile dans de nombreux secteurs. Dans l'aérospatiale, il est utilisé pour qualifier les adhésifs destinés à coller les composites et les alliages légers. Dans l'automobile, il permet de valider les adhésifs pour les joints structurels des véhicules légers. Dans le domaine de l'emballage, il permet de s'assurer que les collages de stratifiés résistent aux contraintes opérationnelles et, dans le domaine des dispositifs médicaux, il confirme la fiabilité des composants collés utilisés dans les produits critiques pour la sécurité.

Préparation des échantillons

Les échantillons sont préparés selon des dimensions normalisées. La norme ASTM D3528 spécifie des bandes de 25 mm de large et 100 mm de long, collées avec une longueur de chevauchement de 12,5 mm. La norme ISO 4587 décrit une préparation similaire des éprouvettes pour les assemblages rigide à rigide. La cohérence du chevauchement, de l'épaisseur et des conditions de durcissement est essentielle pour obtenir des résultats précis.

La préparation de la surface est également essentielle. Les substrats peuvent nécessiter un nettoyage, une abrasion ou un apprêt avant l'application de l'adhésif afin de garantir la répétabilité de la résistance de l'adhérence. Après l'application de l'adhésif, les échantillons sont durcis dans des conditions contrôlées afin d'obtenir des performances constantes.

Procédure d'essai

L'échantillon est monté dans une machine d'essai universelle. Des pinces maintiennent la bande centrale d'un côté et les deux bandes extérieures de l'autre. Une charge de traction est appliquée à une vitesse constante jusqu'à la rupture. La machine d'essai enregistre la charge et l'extension tout au long de la procédure. La résistance au cisaillement est calculée en divisant la charge maximale par la surface collée.

Modes de défaillance et interprétation

Après l'essai, la courbe charge-extension et la surface de rupture sont examinées. La rupture peut se produire de trois manières principales :

• Rupture de la colle, où l'adhésif lui-même se rompt.
• Rupturede l'adhésif, où la séparation se produit à l'interface adhésif-substrat.
• Rupturedu support, lorsque le matériau collé se rompt avant l'adhésif.

Chaque mode fournit des informations utiles sur la performance du joint et l'adéquation de l'adhésif.

Mecmesin propose une gamme de machines d'essai universelles et de fixations pour les tests d'adhésifs. Le système MultiTest-dV est un testeur de table polyvalent avec des capacités allant jusqu'à 2,5 kN, adapté au contrôle qualité de routine et à la recherche. La gamme OmniTest offre des capacités plus élevées, jusqu'à 50 kN, ce qui la rend idéale pour tester des adhésifs structurels plus résistants et des matériaux composites.

Des fixations dédiées sont disponibles pour assurer un alignement correct et minimiser la flexion pendant les essais de cisaillement. Le logiciel VectorPro est utilisé pour saisir et analyser les données d'essai, en fournissant des calculs automatiques de la résistance au cisaillement et une représentation graphique claire du comportement du joint.

Les essais de cisaillement à double recouvrement sont réalisés selon des normes internationales qui garantissent la cohérence et la comparabilité des résultats. Les normes les plus répandues sont les suivantes

• ASTM D3528 - Méthode d'essai standard pour la résistance au cisaillement par recouvrement des adhésifs à l'aide d'échantillons de joints à double recouvrement.
• ISO 4587 - Adhésifs, détermination de la résistance au cisaillement par recouvrement des assemblages rigides à rigides.

À titre de comparaison, les méthodes de cisaillement à simple recouvrement apparentées comprennent les normes ASTM D3163 et ASTM D1002, qui spécifient des dispositions d'essai à simple recouvrement. Elles sont largement utilisées pour les essais d'adhésifs mais peuvent être plus influencées par les effets de flexion que la méthode du double recouvrement.

Mecmesin possède une grande expérience dans la conception d'équipements et de montages pour les tests de résistance à l'adhésion. Nos ingénieurs peuvent vous recommander la machine d'essai, les pinces et la configuration logicielle les mieux adaptées à votre application. Que vous développiez de nouveaux adhésifs, que vous validiez des matériaux selon les normes internationales ou que vous effectuiez un contrôle qualité de routine, Mecmesin peut vous fournir une solution de test fiable et conforme, adaptée à vos besoins.