L’essai de rayure. Sur polymères et métaux. Modélisations et approches expérimentales

Mechanics of the scratch test on polymers and metals: modeling and experimental approaches

CEMEF, Ecole des Mines de Paris, 06904 Sophia Antipolis, France

Résumé

Nous avons effectué, dans cet article, une étude bibliographique de l’essai de rayure sur matériaux massifs, métalliques ou polymériques. Nous avons précisé les différents paramètres que l’on contrôle lors de l’essai : niveau de déformation, vitesse de rayage, température et lubrification. Les principales grandeurs calculées sont le rapport de la force tangentielle sur la force normale et la dureté rayure. On associe également à ces valeurs une observation par microscopie optique ou électronique qui permet de préciser le type d’endommagement induit dans les conditions de l’essai. Nous avons pu vérifier, grâce aux modèles numériques présentés dans cet article et aux nombreux essais issus de la littérature, que ces paramètres sont déterminants sur les résultats mesurés.

Abstract

In this paper, we have performed a review of the literature on the scratch test on homogeneous materials, metals and polymers. We have specified the different parameters controled during the test: effective strain, scratch speed, temperature and lubrication. The main calculated quantities are the ratio of tangential to normal forces and the scratch hardness. Optical or electronic microscopy observations are also performed in order to state more precisely the kind of damage generated during the test. We have checked, thanks to numerical models described in this paper and to many tests from literature, that these parameters are determinant on measured results.