Cisaillement rotatif

L'essai de cisaillement par rotation est une méthode spécialisée utilisée pour mesurer le couple ou la force de torsion nécessaire à la déformation d'un matériau ou d'un composant. En appliquant une charge rotative contrôlée, les ingénieurs peuvent déterminer la contrainte de cisaillement, la force par unité de surface qui se produit lorsque les couches d'un matériau glissent l'une contre l'autre.

Ce type d'essai est particulièrement utile dans les industries où les composants ou les assemblages doivent résister à des forces de rotation sans défaillance. Les adhésifs, les dispositifs médicaux, les pièces automobiles, les équipements sportifs et les matériaux de construction sont fréquemment testés de cette manière pour valider les performances, la durabilité et la conformité aux exigences de sécurité.

Pour les adhésifs, les essais de cisaillement par rotation permettent d'évaluer la résistance des joints collés aux forces de torsion. Dans le secteur automobile, il permet d'évaluer l'intégrité des composants tels que les fixations, les arbres et les joints dans des conditions réelles. Dans la fabrication d'équipements sportifs, tels que les appareils de gymnastique ou les cadres d'escalade, la méthode permet de vérifier que les produits répondent aux normes de sécurité avant leur mise sur le marché.

En mesurant avec précision le couple et la contrainte de cisaillement, les fabricants peuvent concevoir des produits plus solides, plus sûrs et plus fiables, tout en respectant des normes d'essai internationales rigoureuses.

Il existe plusieurs approches pour mesurer la contrainte de cisaillement, les essais de cisaillement par rotation et les techniques basées sur la torsion étant parmi les plus utilisées. Toutes deux appliquent des forces de rotation, mais elles diffèrent dans la manière dont le couple est appliqué et mesuré.

Essai de cisaillement par rotation

Un échantillon, souvent un joint adhésif ou un assemblage collé, est serré entre deux dispositifs de fixation. L'une des fixations reste statique tandis que l'autre tourne, appliquant un couple jusqu'à ce que la liaison se rompe ou atteigne un déplacement déterminé. Le couple et le déplacement angulaire sont enregistrés, ce qui permet aux ingénieurs de calculer la contrainte de cisaillement et d'évaluer le comportement sous des charges de torsion.

Méthode d'essai de torsion

Couramment utilisé pour les échantillons cylindriques tels que les tiges, les fils ou les arbres, l'essai de torsion applique une charge de torsion jusqu'à la rupture. Il est fréquemment utilisé en science des matériaux pour déterminer les propriétés mécaniques des métaux, des polymères et des composites.

L'essai de cisaillement par rotation est particulièrement adapté aux assemblages collés où la ligne de liaison est soumise à des forces de rotation plutôt qu'à des forces purement linéaires.

Les essais de résistance au cisaillement rotatif et au couple sont utilisés dans de nombreux secteurs, notamment :

• Les adhésifs et les produits d'étanchéité : Détermination de la résistance à la rotation des joints adhésifs polymérisés aux UV dans les assemblages électroniques, automobiles et médicaux.
• Automobile : Évaluation de la résistance au couple dans les joints collés ou fixés mécaniquement pour garantir la performance sous vibration et charge.
• Construction : Tester les matériaux de collage dans les joints structurels, les systèmes de revêtement de sol ou les équipements de sécurité afin de respecter les réglementations en matière de construction.
• Dispositifs médicaux : Vérification de la stabilité du couple dans les instruments de précision pour garantir la sécurité et la fiabilité en cas d'utilisation répétée.

Par exemple, dans le domaine de l'électronique, les joints adhésifs polymérisés aux UV dans les connecteurs miniatures peuvent être testés pour résister à un couple de plus de 1 Nm afin de simuler des forces de désolidarisation répétées.

ASTM D3658

Cette norme spécifie la méthode de détermination de la résistance au couple des liaisons adhésives, en particulier des liaisons adhésives durcies aux UV. Elle couvre la conception des dispositifs de fixation, les taux de rotation et les critères de défaillance, fournissant ainsi un cadre cohérent pour l'évaluation.

L'application de la norme ASTM D3658 permet aux fabricants de comparer les formulations d'adhésifs, de valider les performances annoncées et de confirmer que la résistance au couple répond aux exigences de l'application.

BS EN 913 (Remplacement de BS EN 12346 dans ce contexte)

Lanorme BS EN 913 définit les exigences générales de sécurité et les méthodes d'essai pour les équipements de gymnastique, y compris les essais de charge rotative pour vérifier que les produits résistent sans défaillance à l'usage prévu. La conformité garantit la sécurité de l'équipement, permet d'éviter des rappels coûteux et répond aux exigences d'entrée sur le marché européen.

ISO 11003-1

Cette norme spécifie la méthode d'essai de torsion pour le comportement en cisaillement des adhésifs. Elle définit la préparation des échantillons, le montage, l'application de charges rotatives et la mesure du couple et du déplacement. Elle est utilisée par les fabricants d'adhésifs et les industries où les joints doivent résister à des forces de cisaillement linéaires et rotatives.

Mecmesin propose des systèmes d'essai de couple conçus pour obtenir des résultats de haute précision et répétables dans les essais de cisaillement par rotation.

Testeur de couple automatisé Vortex-i

Un système de test de couple motorisé idéal pour les joints adhésifs, les assemblages mécaniques et les composants d'équipements de sécurité. Le Vortex-i permet un contrôle précis de la vitesse de rotation, de la direction et de la charge appliquée, et peut mesurer de 0,01 Nm à 10 Nm avec une résolution de 0,001 Nm.

Logiciel d'essai VectorPro

Une plate-forme puissante pour concevoir des routines d'essai, capturer des données de couple et de déplacement angulaire en temps réel et générer des rapports. VectorPro permet d'automatiser les critères de réussite ou d'échec et de générer des graphiques couple-déplacement détaillés, en conformité avec les normes ASTM D3658, BS EN 913 et ISO 11003-1.

Les bancs d'essai OmniTest et MultiTest-dV de Mecmesin, lorsqu'ils sont associés aux capteurs de couple et aux montages appropriés, peuvent également effectuer des mesures de cisaillement en rotation pour des applications spécifiques.

Une méthodologie cohérente, un équipement précis et le respect des normes en vigueur sont essentiels pour obtenir des résultats significatifs. Les pratiques recommandées sont les suivantes :

• Préparation des échantillons : S'assurer que les surfaces de collage, l'application de l'adhésif et les processus de durcissement sont cohérents.
• Choix de la méthode d'essai : Adapter les essais de cisaillement rotatif ou de torsion au matériau et à l'application.
• Vérification de la conformité : Suivre les normes ASTM D3658, BS EN 913 ou ISO 11003-1, selon le cas, pour garantir la reconnaissance internationale des résultats.
• Contrôle de l'environnement : Maintenir les conditions d'essai à environ 20 ±2 °C et 50 ±10 % d'humidité relative pour réduire la variabilité.
• Étalonnage de l'équipement : Étalonner les capteurs de couple tous les six mois et vérifier l'alignement du dispositif avant l'essai.

Lorsqu'ils sont réalisés conformément à ces normes, les essais de cisaillement par rotation fournissent des informations fiables sur les performances des matériaux, la force d'adhérence des adhésifs et la sécurité des produits.

Notre équipe technique peut vous aider à sélectionner et à configurer le système d'essai de couple adapté à vos besoins en matière de cisaillement rotatif.