La norme ASTM D3039 décrit la méthode normalisée pour les essais de traction de composites à matrice polymérique. Elle présente des méthodes d'essai pour plusieurs tailles d'éprouvette et pour plusieurs configurations d'essai différentes. Dans cette application, nous avons testé des éprouvettes en fibres de carbone. Les éprouvettes ont été munies de languettes aux extrémités pour permettre un blocage sûr et garantir des ruptures dans la longueur étalon et non dans les mordaches. Ces essais ont été réalisés pour un client souhaitant obtenir des résultats à des températures élevées (85°C) et basses (-60°C).
Pour cet essai, nous avons utilisé une machine de traction 5980 conçue pour les essais de traction. Pour tester les éprouvettes à la température exigée, nous avons utilisé une chambre environnementale avec une plage de températures allant de -100°C à 350°C. Cette chambre nous a permis de procéder à des essais à 85°C en utilisant les éléments chauffants internes, puis à -60°C en utilisant de l'azote liquide. Avant de commencer l'essai, nous avons placé l'éprouvette dans des mâchoires mécaniques de 30 kN , fixé notre extensomètre à pinces, et nous avons attendu que la chambre atteigne la température définie. Lorsque les essais sont effectués à des températures bien supérieures ou bien inférieures à la température ambiante, les composites polymériques s'allongent ou se rétrécissent souvent, l'éprouvette subissant alors une traction ou une compression en fonction du changement de température. Les machines de traction de la série 5900 utilisées avec le logiciel Bluehill 3 sont équipées d'une fonction de protection de l'éprouvette qui permet de définir une charge limite à ne pas dépasser avant de commencer l'essai. Nous avons également utilisé un dispositif d'alignement d'éprouvette optionnel pour obtenir un alignement optimal de l'éprouvette dans les mordaches, un décalage de la charge pouvant fortement affecter les résultats de l'essai.
Nous avons testé avec succès des éprouvettes en fibres de carbone en utilisant la chambre environnementale pour maintenir la température souhaitée. Les résultats que nous avons obtenus avec le logiciel Bluehill 2 concernent la résistance à la traction, la déformation à la rupture et le module de Young. D'autres résultats sont spécifiés dans la norme ASTM D3039 : le coefficient de Poisson et la déformation de transition.
En raison de la complexité et de l'ampleur de la norme ASTM D3039, nous recommandons de la lire pour comprendre pleinement ses exigences.