{"id":9335,"date":"2020-11-13T00:21:49","date_gmt":"2020-11-13T00:21:49","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=9335"},"modified":"2025-11-11T20:16:47","modified_gmt":"2025-11-11T20:16:47","slug":"nanoindentation-dma-frequence-sweep-on-polymer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/fr\/nanoindentation-dma-frequence-sweep-on-polymer\/","title":{"rendered":"Balayage de fr\u00e9quence d'une analyse m\u00e9canique dynamique (DMA) sur un polym\u00e8re"},"content":{"rendered":"
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BALAYAGE DE FR\u00c9QUENCE DMA<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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SUR LE POLYM\u00c8RE EN UTILISANT LA NANOINDENTATION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Pr\u00e9par\u00e9 par<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Duanjie Li, PhD<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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INTRODUCTION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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IMPORTANCE DE L'ANALYSE M\u00c9CANIQUE DYNAMIQUE ESSAI DE BALAYAGE DE FR\u00c9QUENCE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La fr\u00e9quence variable des contraintes entra\u00eene souvent des variations du module complexe, qui constitue une propri\u00e9t\u00e9 m\u00e9canique critique des polym\u00e8res. Par exemple, les pneumatiques sont soumis \u00e0 de fortes d\u00e9formations cycliques lorsque les v\u00e9hicules circulent sur la route. La fr\u00e9quence de la pression et de la d\u00e9formation change \u00e0 mesure que la voiture acc\u00e9l\u00e8re vers des vitesses plus \u00e9lev\u00e9es. Un tel changement peut entra\u00eener une variation des propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques du pneu, qui sont des facteurs importants dans les performances de la voiture. Un test fiable et reproductible du comportement visco\u00e9lastique des polym\u00e8res \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences est n\u00e9cessaire. Le module Nano du NANOVEA Testeur M\u00e9chanique <\/a>g\u00e9n\u00e8re une charge sinuso\u00efdale par un actionneur pi\u00e9zo-\u00e9lectrique de haute pr\u00e9cision et mesure directement l'\u00e9volution de la force et du d\u00e9placement \u00e0 l'aide d'une cellule de charge et d'un condensateur ultrasensibles. La combinaison d'une configuration facile et d'une grande pr\u00e9cision en fait un outil id\u00e9al pour le balayage de fr\u00e9quence d'analyse m\u00e9canique dynamique.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Les mat\u00e9riaux visco\u00e9lastiques pr\u00e9sentent \u00e0 la fois des caract\u00e9ristiques visqueuses et \u00e9lastiques lorsqu'ils subissent une d\u00e9formation. Les longues cha\u00eenes mol\u00e9culaires des mat\u00e9riaux polym\u00e8res contribuent \u00e0 leurs propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques uniques, c'est-\u00e0-dire une combinaison des caract\u00e9ristiques des solides \u00e9lastiques et des fluides newtoniens. La contrainte, la temp\u00e9rature, la fr\u00e9quence et d'autres facteurs jouent tous un r\u00f4le dans les propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques. L'analyse m\u00e9canique dynamique, \u00e9galement appel\u00e9e DMA, \u00e9tudie le comportement visco\u00e9lastique et le module complexe du mat\u00e9riau en appliquant une contrainte sinuso\u00efdale et en mesurant la variation de la d\u00e9formation.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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OBJECTIF DE MESURE<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Dans cette application, nous \u00e9tudions les propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques d'un \u00e9chantillon de pneu poli \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences DMA \u00e0 l'aide du testeur m\u00e9canique le plus puissant, NANOVEA PB1000, dans Nanoindentation<\/a> mode.<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NANOVEA<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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PB1000<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CONDITIONS DE TEST<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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FREQUENCES (Hz) :<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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0.1, 1.5, 10, 20<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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TEMPS DE REPTATION \u00c0 CHAQUE FR\u00c9QUENCE.<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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50 secondes<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TENSION D'OSCILLATION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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0.1 V<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TENSION DE CHARGE<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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1 V<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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type de p\u00e9n\u00e9trateur<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sph\u00e9rique<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Diamant | 100 \u03bcm<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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R\u00c9SULTATS ET DISCUSSION<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Le balayage de fr\u00e9quence de l'analyse m\u00e9canique dynamique \u00e0 la charge maximale permet une mesure rapide et simple des caract\u00e9ristiques visco\u00e9lastiques de l'\u00e9chantillon \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences de chargement en un seul essai. Le d\u00e9phasage et les amplitudes des ondes de charge et de d\u00e9placement \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences peuvent \u00eatre utilis\u00e9s pour calculer une vari\u00e9t\u00e9 de propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques fondamentales du mat\u00e9riau, notamment Module de stockage<\/i>, Module de perte<\/i> et Tan (\u03b4)<\/i> comme le montrent les graphiques suivants.\u00a0<\/p>

Les fr\u00e9quences de 1, 5, 10 et 20 Hz dans cette \u00e9tude, correspondent \u00e0 des vitesses d'environ 7, 33, 67 et 134 km par heure. Lorsque la fr\u00e9quence d'essai augmente de 0,1 \u00e0 20 Hz, on peut observer que le module de stockage et le module de perte augmentent progressivement. Le Tan (\u03b4) diminue de ~0,27 \u00e0 0,18 lorsque la fr\u00e9quence augmente de 0,1 \u00e0 1 Hz, puis il augmente progressivement jusqu'\u00e0 ~0,55 lorsque la fr\u00e9quence de 20 Hz est atteinte. Le balayage de fr\u00e9quence de la DMA permet de mesurer les tendances du module de stockage, du module de perte et du Tan (\u03b4), qui fournissent des informations sur le mouvement des monom\u00e8res et la r\u00e9ticulation ainsi que sur la transition vitreuse des polym\u00e8res. En augmentant la temp\u00e9rature \u00e0 l'aide d'une plaque chauffante pendant le balayage de fr\u00e9quence, on peut obtenir une image plus compl\u00e8te de la nature du mouvement mol\u00e9culaire dans diff\u00e9rentes conditions d'essai.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00c9VOLUTION DE LA CHARGE ET DE LA PROFONDEUR<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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DU BALAYAGE COMPLET DE LA FR\u00c9QUENCE DU DMA<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Charge et profondeur en fonction du temps \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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MODULE DE STOCKAGE<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00c0 DIFF\u00c9RENTES FR\u00c9QUENCES<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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MODULE DE PERTE<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00c0 DIFF\u00c9RENTES FR\u00c9QUENCES<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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TAN (\u03b4) <\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\u00c0 DIFF\u00c9RENTES FR\u00c9QUENCES<\/i><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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CONCLUSION<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dans cette \u00e9tude, nous avons montr\u00e9 la capacit\u00e9 du testeur m\u00e9canique NANOVEA \u00e0 effectuer le test de balayage de fr\u00e9quence de l'analyse m\u00e9canique dynamique sur un \u00e9chantillon de pneu. Ce test mesure les propri\u00e9t\u00e9s visco\u00e9lastiques du pneu \u00e0 diff\u00e9rentes fr\u00e9quences de contrainte. Le pneu montre une augmentation du module de stockage et de perte lorsque la fr\u00e9quence de chargement augmente de 0,1 \u00e0 20 Hz. Il fournit des informations utiles sur les comportements visco\u00e9lastiques du pneu fonctionnant \u00e0 diff\u00e9rentes vitesses, ce qui est essentiel pour am\u00e9liorer les performances des pneus pour des trajets plus doux et plus s\u00fbrs. Le test de balayage de fr\u00e9quence de la DMA peut \u00eatre effectu\u00e9 \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures pour imiter l'environnement de travail r\u00e9aliste du pneu sous diff\u00e9rentes conditions m\u00e9t\u00e9orologiques.<\/p>

Dans le module Nano du testeur m\u00e9canique NANOVEA, l'application de la charge avec le pi\u00e9zo rapide est ind\u00e9pendante de la mesure de la charge effectu\u00e9e par une jauge de contrainte s\u00e9par\u00e9e \u00e0 haute sensibilit\u00e9. Cela pr\u00e9sente un avantage certain lors de l'analyse m\u00e9canique dynamique puisque la phase entre la profondeur et la charge est mesur\u00e9e directement \u00e0 partir des donn\u00e9es recueillies par le capteur. Le calcul de la phase est direct et ne n\u00e9cessite pas de mod\u00e9lisation math\u00e9matique qui ajoute de l'impr\u00e9cision \u00e0 la perte r\u00e9sultante et au module de stockage. Ce n'est pas le cas pour un syst\u00e8me \u00e0 bobine.<\/p>

En conclusion, la DMA mesure le module de perte et de stockage, le module complexe et le Tan (\u03b4) en fonction de la profondeur de contact, du temps et de la fr\u00e9quence. Un \u00e9tage de chauffage optionnel permet de d\u00e9terminer la temp\u00e9rature de transition de phase des mat\u00e9riaux pendant la DMA. Les testeurs m\u00e9caniques NANOVEA offrent des modules multifonctions Nano et Micro in\u00e9gal\u00e9s sur une seule plateforme. Les modules Nano et Micro comprennent tous deux des modes de test de rayure, de duret\u00e9 et d'usure, offrant ainsi la gamme de tests la plus large et la plus conviviale disponible sur un seul module.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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