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L’analyse mécanique dynamique mesure les propriétés mécaniques des matériaux en fonction du temps, de la température et de la fréquence. En plus de quantifier les propriétés viscoélastiques des matériaux, les analyseurs mécaniques dynamiques, et en particulier les analyseurs mécaniques dynamiques à force élevée, peuvent également quantifier les caractéristiques des composants et des produits finis pour mettre en évidence la contribution importante du traitement sur les performances du produit final. L’analyse mécanique dynamique (DMA) est couramment utilisée pour mesurer les températures de transition vitreuse et les transitions secondaires, l’orientation causée par le traitement, la cristallisation à froid, l’optimisation du durcissement, les effets des charges dans les composites, et bien plus encore. La DMA fournit une mesure précise du module du matériau et de la rigidité du produit, ainsi que d’autres propriétés mécaniques importantes telles que l’amortissement, le fluage et la relaxation de la contrainte. Le DMA à force élevée étend les puissantes techniques de l’analyse mécanique dynamique à des forces plus élevées, à des fours de plus grande taille et à des montages d’échantillons plus grands pour permettre la caractérisation viscoélastique d’échantillons qui ne doivent pas être miniaturisés ainsi que la mesure de composants, d’assemblages ou de produits complets.

Un analyseur mécanique dynamique est un instrument mécanique qui applique un déplacement ou une force spécifique à un échantillon et quantifie très précisément sa réponse force/déplacement. Les mesures du DMA vont au-delà de la simple quantification de la magnitude de la force divisée par la magnitude du déplacement ; il calcule avec précision la relation de phase entre les signaux. Cela permet à un instrument DMA de quantifier les composantes élastiques (semblables à un ressort) et visqueuses (semblables à un fluide) de la réponse de l’échantillon, ce qui est essentiel pour une caractérisation fiable et complète des propriétés viscoélastiques telles que le module de stockage, le module de perte et la tangente delta. Ces propriétés viscoélastiques sont presque toujours évaluées sur une gamme de températures à l’aide d’accessoires de four et de refroidissement, ce qui peut ensuite fournir de nombreuses informations sur les relations structure-propriété et sur la façon dont les matériaux se comportent à différentes températures d’utilisation. Parmi les méthodes avancées, citons la superposition temps-température (TTS), les études de durcissement, le fluage-récupération et l’analyse de la relaxation de la contrainte.

Le moteur de la série DMA à force élevée de TA Instruments fournit une force allant de 500 N à 15 000 N. Ces analyseurs s’appuient sur la réputation et les capacités de TA en matière d’analyse mécanique dynamique et travaillent souvent aux côtés d’instruments de force inférieure tels que le DMA 850 ou le RSA-G2. Avec des moteurs linéaires ElectroForce très puissants et dynamiques, ils exécutent un contrôle exigeant de l’oscillation DMA, et offrent une capacité d’essai de fatigue ultra-fiable. Ces instruments DMA à force élevée étendent les connaissances révélées par la DMA à des forces et à des tailles d’échantillons plus élevées, fournissant des informations précieuses lorsque les matériaux ne peuvent pas être miniaturisés ou pour des composants ou des produits de plus grande taille. Une large gamme de capacités d’instruments et d’options de contrôle environnemental est disponible pour répondre au mieux aux exigences de pratiquement toutes les applications.

Les instruments ElectroForce suivants peuvent être configurés pour une analyse mécanique dynamique, y compris une analyse de la température.

Modèle Force maximale (N) Fréquence DMA maximale (Hz) Plage de température (C)
DMA 3200 LSO 500N 100Hz -150 to 315°C
DMA 3200 FCO 500N 100Hz -150 to 600°C
3300 3000N 75Hz -150 to 350°C
3510 7500N 40Hz -150 to 350°C
3550 15000N 35Hz -150 to 350°C

Les instruments ElectroForce suivants peuvent être configurés pour une analyse mécanique dynamique à 37 °C ou à température ambiante.

Modèle Force maximale (N) Fréquence DMA maximale (Hz) Plage de température (C)
200N TestBench 200N 75Hz Ambient air or 37°C fluid
200N Planar Biaxial 200N 75Hz Ambient air or 37°C fluid
5500 200N 15Hz Ambient air or 37°C fluid

Normes d’essai

  • ISO 4664 – Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des propriétés dynamiques
  • ISO 4666 – Caoutchouc vulcanisé — Détermination de l’élévation de température et de la résistance à la fatigue dans les essais aux flexomètres
  • ISO 6721 – Plastiques — Détermination des propriétés mécaniques dynamiques
  • ASTM D623 – AMD des plastiques : méthode standard pour les plastiques : propriétés mécaniques dynamiques : détermination et rapport des procédures
  • ASTM D4065 – AMD des plastiques : méthode standard pour les plastiques : propriétés mécaniques dynamiques : détermination et rapport des procédures
  • ASTM D4473 – Méthode d’essai standard pour les plastiques : Propriétés mécaniques dynamiques : comportement du durcissement
  • ASTM D5023 – Essai AMD : méthode d’essai standard pour mesurer les propriétés mécaniques dynamiques : en flexion (flexion en trois points)
  • ASTM D5024 – Méthode d’essai standard pour les plastiques : propriétés mécaniques dynamiques : en compression
  • ASTM D5026 – Méthode d’essai standard pour les plastiques : propriétés mécaniques dynamiques : en traction
  • ASTM D5418 – Méthode d’essai standard pour les plastiques : propriétés mécaniques dynamiques : en flexion (poutre double en porte-à-faux)
  • ASTM D5992 – Essai des caoutchoucs : guide standard pour l’essai dynamique du caoutchouc vulcanisé et de matériaux similaires au caoutchouc à l’aide de méthodes vibratoires
  • ASTM D7028 – Méthode d’essai standard pour la température de transition vitreuse (DMA Tg) des composites à matrice polymère par analyse mécanique dynamique (DMA)
  • ASTM E1640 – Essai AMD : méthode d’essai standard pour l’assignation de la température de transition vitreuse par analyse mécanique dynamique
  • DIN 53513 – Détermination des propriétés viscoélastiques des élastomères sous vibrations forcées sans fréquence de résonance
  • DIN 53533 – Essai des élastomères ; mesure de dégagement de chaleur et essai de résistance à la fatigue

Fatigue mécanique et DMA

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