Brevet FR2272385A1 — publié le 19751219

Les machines actuelles d'essai de résistance des matériaux, dites machines de traction, comportent le plus souvent des dispositifs as application et de nesure des charges utilisant des cylindres et pistons sans joint soumis à une pression hydraulique relativement élevée. La nécessité de limiter les fuites entre ces organes entraîne des difficultés de réalisation qui rendent ces machines coûteuses. La présente invention a pour objet ,une machine permettant d'effectuer des essais de résistance des matériaux sur éprouvettes ou sur pièces finies, selon des sollicitat ions en traction, ou en compression, ou en flexion, ou en flambage. Ses dispositifs d'application et de mesure de la charge utilisent des pistons et cylindres sans contact entre eux, l'étan chéité étant obtenue par membranes souples, fonctionnant à pression relativement basse. Les exigences de précision de réalisat;on et de rigidité des organes sont ainsi très réduites par rapport aux machines actuelles. La machine d'essais de traction considérée comporte un bRbi fixe dans lequel se déplace un ensemble mobile, cet ensemble mobile étant guidé par rapport au bâti fixe par des jeux de galets. La mise en charge de la machine est alors obtenue par un dispositif hydraulique dans lequel les étanchéités sont assurées grâce à l'utilisation de membranes sou ples. La régulation de cette mise en char est es réalisée sur le dispositif hydraulique grace à un variateur électronique agissant par l'intermédiaire d'une soupape chargée par un ressort. L'enregistrement de la charge est obtenu par mesure de la pression dans le circuit hydraulique, au moyen d'un piston agissant sur un pendule actionnant lui-même le stylet se déplaçant le lon dtun tambour. L'enregistrement du déplacement de la traverse mobile est effectué grâce à la mise er rotation du tambour par un cible relie ç cette traverse, La planche X représente l'ensemble de la machine, en vue extérieure (fig. 1)o ç La planche z représente le disposi tif de crue, avec le détail de la structure du b5ti fixe et de l'ensemble mobile (fig. 2 et ). La planche III représente le détail du système de régulation et de l'enregistreur de charge (fig. 4). On a repris sur ces figures les chiffres de référence utilises dans le texte qui suit pour désigner les organes évoques La structure de la machine apparaît sur les figures 1 et 2. Le bâti fixe est constitué par deux colonnes (rep. 2) reliées entre elles par un certain nombre de traverses (1). Un plateau (D) est fixé sur l'une d'entre elles, et constitue le panneau supérieur du bâti support de la machine. L'ensemble mobile comporte également 2 colonnes (5), une traverse (4) et plusieurs cellules de charge(8) Le mouvement de l'ensemble mobile par rapport au bâti fixe est guidé par deux jeux de quatre galets chacun, situés respectivement à la p-rtie supérieure (6) et à la partie inférieure (7) de l'enserible. Ils sont montés isostatiquement avec une légère précontrainte annulant tout jeu. La mise en charge est effectuée par - plusieurs cellules de charge (8). Chacune d'entre elles comprend un cylindre (10) fermé par une membrane souple (11) recevant l'action d'un piston (9) fixé au milieu de l'une des traverses fixes infé rieurs comme représenté sur la figure 3. Un groupe moto-pompe à engrenage fournit le débit d'huile nécessaire à ltétablisseeent de la pres sion de 20 bar correspondant à la charge maximale de 10 OUO daN. Cette charge est transmise à l'éprouvette par les colonnes et une traverse mobile, formant avec les cylindres des cellules de charge un ensemble rigide se déplaçant en translation verticale, de bas en haut au cours des essais. Des éprouvettes de traction sont fixées entre le platea supérieur du bâti-support et la traverse mobile. Parmi les dispositifs de fixation- qui peuvent être fournis, figurent notamment - Un porte-éprouvette à trous taraudés, pour éprouvettes tournées à extrémités filetees, - un porte-éprouvetbe à rainure en T, pcur éprouvettes tournées avec épaulements, - des machoires à vis et des macho ire auto-serrantes- pour éprou tettes en tôle ou en laminé. Les éprouvettes de compression ou de flambement sont placées entre la traverse mobile et la traverse supérieure fixe. Des trous taraudés N 10 sont ménagés dans les traverses fixe et mobile et le plateau, pour fixer tout appareil lage nécessaire, à des utilisations particulières, et notamment - des traverses pour essais de flexion - des porte-éprouvettes pour contrôles de production : traitement thermique, fonderie, petit estampage, visserie - des porte-éprouvettes spéciaux pour recherche - des caissons pour essais en température. Les membranes ne présentant pas de frottement, la mesure des charges se fait par mesure de pression dans le circuit d'huile des cellules de charge, au moyen d'un manomètre à piston et pendule, représenté sur la planche 3. Le cir cuit des cellules de charge est raccordé (12) à un piston (13) muni également d'une membrane souple.Guidé par des galets (14), ce piston agit sur le pendule (15) par l'intermédiaire d'un ciblez Le tube d'alimentation (12) du manometre comporte un étranglement taré pour éviter toutes oscil lations du pendule, sans entraSner d'erreur de traînage apprécia ble, Le pendule entratne, à son tour, par ciblez le chariot traceur (16) muni d'un index qui se déplace au contact dtun tambour (17) devant une échelle graduée (18) per mettant la lecture directe de la charge. La disposition adoptée ~pour les bras de levier limite les écarts de linéarité à 1 ISj sur toute l'étendue de;mesure, Ges écarts de linéarité sont par ailleurs compensés par les graduations de l'échelle et des feuilles d'enregistrement. L'erreur absolue de mesure est inférieure à 50 daN pour toute l'étendue de mesure. Le pendule peut titre équipé de con trpoids interchangeables pour restreindre l'étendue de mesure et améliorer la précision. Pour les essais exigeant une grande précision, des équipements d'adaptation de capteurs dynamométriques peuvent etre adaptés. Conformément à la normalisation, la charge augmente proportionnellement au temps en cours a'essai, avec une "vitesse de charge" réglable de 2 à 60 daN/s. n cas de fluage ou de striction de l'éprouvette, l'essai se poursuit à vitesse d'allongement constante. La régulation de pression se fait par soupape de décharge (19) à fuite systématique, constituée par un piston cylindrique rodé, et charge par levier et ressort hélico!- dal taré (20). Le réglage de cette charge se fait soit macuellement à l'arrêt ou en cours d'essai, par bouton gradué (23), soit en cours d'essai par un pignon-crémaillère (22) actionné par un variateur électronique à moteur pas-à-pas. Un clavier (24) permet dtarrêter la montée en charge et d'inverser son sens. Le réglage de la vitesse de charge peut être effectué en cours d'essais, Un échelon de charge peut être appliqué en cours d'essai. Un programmateur de charge à came peut enfin être connecté sur la machine. Le déplacement de la traverse mobile entrain par câble tressé la rotation du tambour d'enregistrement avec un rapport d'amplification de 10. Ce rapport permet dutiliser. tut le format A 4 de la feuille d'enregistrement pour un essai de traction sur éprouve-tte de 100 mm de longueur utile avec un allongement de 70 70. Un réglage de position du O est prévu. La position des poulies élimine l'influence de l'élasticité des éléments de la machine, parailleurs très réduite. Nais des comparateurs, capteurs de déplacements ou extensomètres peuvent être adaptés râce à des équipements spéciaux. REVnlDICATIONS 1 - tachine d'essais de traction caractérisée en ce que son ensemble mobile est guidé par rapport au bti par 8 galets disposés à raison d'un jeu de 4 à sa partie supérieure7 et d'un jeu de 4 à sa partie inférieure. 2 - Machine selon la revendication~1, caractérisée en ce que la mise en charge est obtenue par un dispositif hydraulique com portant des pistons et des cylindres sans contact entre eux, l'étanchéité du système étant assurée par des membranes souples. 7 - Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la mesure t l'enregistrement de la pression du dispositif hydraulique utilise un piston et un cy lindre, sans contact entresux, l'étanchéité étant assurée par une membrane souple. 4 - Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la force exercée sur le piston par la pression hydraulique est transmise par câble flexible au pendule act tonnant l'enregis- treur, 5 - Bachine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la force appliquée à la soupape de régulation de la pression hy draulique est obtenue par l'action d'un levier à l'extrémité duquel est fixé un ressort, l'autre extrémité dudit ressort étant entraSnde à une vitesse réglable au moyen d'un moteur piloté électroniquement.