Brevet FR2287675A1 — publié le 19760507

La présente invention se rapporte à des pinces d'extensométrie qui permettent d'effectuer des mesures de déformation sous contrainte à haute température sur tout matériau et notamment sur des matériaux en céramique La plupart des extensomètres fonctionnent soit à la température ambiante, soit à des températures de l'ordre de 800"C, avec des pinces classiques, et exceptionnellement à 10000C avec des montages à colerettes pour fixer les éprouvettes. Un but de l'invention est de pouvoir effectuer des mesures d'extensométrie jusqu'à une température pouvant atteindre 15000C. Un autre but de l'invention est de remédier aux glissements des pinces qui transmettent la déformation de l'éprouvette à un extensomètre à jauges de contrainte. A cet effet, l'invention a pour objet une pince d 'extensométrie remarquable en ce qu'elle comporte - deux branches mobiles articulées dans un même plan sur un axe commun, - une tige filetée à deux filets de pas contraire qui relie les branches moviles par des écrous articulés sur les extrémités adjacentes desdites branches, - des machoires disposées de façon symétrique sur chacune des bjaûcjes mobiles respectives à proximité immédiate de l'axe et du côté opposé à la tige filetée, - un moyen de fixation à l'extrémité de la plus longue desdites branches et au côté opposé à la tige filetée. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les machoires comportent des mors amovibles. Dans le présent exemple, le moyen de fixation comporte un oeil et une vis disposés sur ladite branche. Les pièces constituant la pince sont réalisées par des techniques classiques au moyen de matériaux possèdant le bonnes propriétés mécaniques à haute température. Suivant un autre mode de réalisation qui répond à ces exigences, la tige filetée et les branches mobiles sont constituées par des matériaux ayant des coefficients de dilatation différents et le coefficient de dilatation du matériau de ladite tige est supérieur de 5 à 20 % par rapport à celui du matériau des branches mobiles. L'invention a également pour objet un dispositif d'extensométrie qui comporte - deux pinces à machoires avec mors amovibles pour le serrage sur une éprouvette, - des barres de liaison fixées d'un côté dans un oeil de chacune desdites pinces et de l'autre aux jauges de déformation d'un extensomètre, - une enceinte de four autour desdites pinces qui communique par un couloir axial avec une chambre renfermant lesdites jauges. Des ouvertures alignées sur le couloir axial sont aménagées dans ladite enceinte et ladite chambre pour le passage axial des pièces de traction de l'éprouvette. Les barres de liaison et au moins l'une des pièces de traction passent par le couloir axial. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré du dispositif utilisant les pinces suivant l'invention, lesdites pinces ont des branches en molybdène avec des machoires à mors en Zircone frittée, une tige filetée en alliage TZM et une vis de serrage en molybdène. Les barres de liaison qui transmettent la déformation aux jauges sont avantageusement réalisées à part furtif 7 La description se rapporte à des exemples de réalisation non limitatifs décrits avec références aux dessins dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'une pince suivant l'invention - la figure 2 est une vue en perspective d'un mors interchangeable de la pince suivant la figure 1 - la figure 3 est un schéma d'un dispositif d'extensométrie utilisant les pinces suivant l'invention. Sur la figure 1, 1 est le repère général de la pince suivant l'invention et 2 l'axe qui sert à l'articulation dans un même plan des deux branches mobiles 3 et 4. Les extrémités 3a et 4a sont terminées par des fourchettes 3b et 4b dans lesquelles des écrous 5 et 6 sont articulés par des portées latérales 5a et 6a. Une tige filetée 8 à deux filets 8a et 8b de pas contraire est engagée dans les écrous respectifs 5 et 6. Une portée 8c permet de faire tourner la tige 8 dans le sens convenable pour écarter ou rapprocher lesdits écrous. Les deux branches 3 et 4 comportent des machoires 3c et 4c, symétriques et disposées à proximité immédiate de l'axe 2, de façon à avoir un bras de levier résistant (axe à centre machoires) relativement petit par rapport au bras de levier de la puissance (distances entre axe 2 et écrous 5 ou 6). Les macholres 3c et 4c sont équipées de mors amovibles tels que 10 (figure 2) qui s'emboitent par tout moyen approprié dans les machoires correspondantes. L'arête 10a d'ion mors est adaptée à la forme de l'éprouvette à serrer non figurée , par exemple en forme de V pour une éprouvette cylindrique. Suivant le principe bien connu de la tenaille, la rotation de la tige filetée 8 écarte ou rapproche les branches 3 et 4 pour adapter les mors à la section de 1 'éprouvette. La branche 4 est prolongée cu côté opposé à la tige 8 et comporte un oeil 11 avec une vis de serrage 12 dont le rôle sera explicité plus loin. Les deux branches 3 et 4 ainsi que la tige 8 sont réalisées à partir de matériaux choisis en fonction de leurs coefficients de dilatation thermique et de celui de l'éprouvette à serrer. Le serrage progressif consécutif à la dilatation de la tige 8 soumise à une haute température (par exemple 1500cri annule par réduction de la section laissée entre les mors 1C le eu qui résulterait des différences de dilatation des matériaux utilisés pour les branches 3 et 4 et l'éprouvette. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la tige 8 et les branches mobiles 3 et 4 sont réalisées à partir de deux alliages métalliques différents choisis de façon telle que le coefficient de dilatation du matériau de la tige est supérieur de 5 à 20% par rapport à celui du matériau des branches mobiles. Ainsi, pour une tige filetée en alliage TZM (Ti 50%, Zn 7%, C 1%, MO 42%) il est possible de réaliser des branches en molybdène ou en Zircone frittée. A l'aide de pinces 1 telles que décrites plus haut, il devient possible de construire un dispositif d'extenscmétrie susceptible de travailler jusqu'à une température atteignant 1500CC. Le dispositif schématisé par la figure 3 comporte une éprouvette 14 maintenue entre deux pièces d'ancrage 16 et ]7 solidaires de barres de traction 18 et 19. Des princes la et ib telles que représentées par la figure 1 sont bloquées sur 'éprouvette 14 par la manoeuvre de la tige filetée 8 ligure lj. Des barres de liaison 20 et 21 (figure 3 í sont enfilées chacune respectivement dans l'oeil Il (figure lj de la branche mobile 4 correspondante et serrés par la vis 12 Les barres 20, 21 ifigure 3) se prolongent axialement et sont reliées aux palpeurs 22, 23 d'une 7auge de déformation 25a d'un extensomètre 25.L'éprouvette 14 et les pinces la, lb sont enfermées dans une enceinte 26 prolongée par un couloir axial 27 qui communique avec une chambre 28 renfermant l'extensomètre 25 Des ouvertures 30 et 31 alignées sur le couloir 27 sont aménagées dans i enceinte 26 et dans la chambre 28 pour permettre ie passage axial des barres de traction 18 et 19. Au moins une barre de traction 19 et les deux barres de liaison 20, 21 passent de l'enceinte 26 vers la chambre 28 par le couloir 27. Alors que la température du four peut atteindre 1500-C dans l'enceinte 26, la température de la chambre 28 est limitée à SOC par des moyens qui ne font pas partie de l'invention. A titre d'exemple, il a été effectué des mesures d'extensométrie à haute température (1500 C) dans un dispositif tel que décrit plus haut, comprenant des éprouvettes cylindriques en graphite nucléaire avec des pinces à branches mobiles en molybdène, une tige filetée en alliage TZM des mors en Zircone frittée, des barres de liaison en Zircone frittée et serrées par des vis en molybdène. Les coefficients de dilatation thermique à 15000C des différents matériaux utilisés dans cet exemple de réalisation sont les suivants : &alpha;MO 5,1 10- 6 C-1 &alpha;TZM 5,8 10-6 C-1 &alpha;Zir fr 5 10-6 C-1 &alpha;graph.nucl. 4 10-6 C-1 REVENDICATIONS 1. Pince pour extensomètre, caractérisée en ce qu'elle comporte - deux branches mobiles articulées dans un même plan sur un axe commun, - une tige filetée à deux filets de pas contraire qui relie les branches mobiles par des écrous articulés sur les extrémités adjacentes desdites branches, - des machoires disposées de façon symétrique sur chacune des branches mobiles respectives à proximité immédiate de l'axe et du côté opposé à la tige filetée, - un moyen de fixation à l'extrémité de la plus longue desdites branches et du côté opposé à la tige filetée. 2. Pince suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les machoires comportent des mors amovibles. 3. Pince suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de fixation comporte un oeil et une vis de serrage dans ladite branche. 4. Pince suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige filetée et les branches mobiles sont constituées par des matériaux métalliques ayant des coefficients de dilatation différents, en ce que le coefficient de dilatation du matériau de ladite tige est supérieur de 5 à 20% par rapport à celui du matériau des branches mobiles. 5. Dispositif d'extensométrie, caractérisé en ce qu'il comporte - deux pinces à machoires avec mors amovibles pour le serrage d'une éprouvette, - des barres de liaison fixées d'un côté dans un oeil de chacune desdites pinces et de l'autre aux jauges de déformation d'un extensomètre, - une enceinte de four autour desdites pinces qui communique par un couloir axial avec une chambre renfermant lesdites jauges. 6. Dispositif d'extensométrie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que des ouvertures alignées sur le couloir axial sont aménagées dans ladite enceinte et ladite chambre pour le passage axial des pièces de traction de l'éprouvette. 7. Dispositif d'extensométrie suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les barres de liaison et au moins l'une des pièces de traction passent par le couloir axial. 8. Dispositif d'extensométrie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites pinces ont des branches mobiles en molybdène avec des machoires à mors en Zircone frittée, une tige filetée en alliage TZM et une vis de serrage en molybdène. 9. Dispositif d'extensométrie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les barres de liaison sont réalisées en Zircone frittée.