Brevet FR2311295A1 — publié le 19761210

La présente invention est relative à un appareil pour l'étalonnage et/ou la vérification d'une machine d'essai de traction par flexion d'éprouvettes prismatiques en béton. La résistance à la traction par flexion d'un béton est une caractéristique mécanique de ce béton déterminée par un essai de traction par flexion défini notamment par la norme française P 18-407. On utilise pour cet essai une machine comportant des appuis susceptibles de transmettre une contrainte à une éprouvette disposée entre ces appuis et en contact avec ces derniers par deux de ses faces longitudinales opposées, une de ces faces étant en contact avec deux appuis, dits internes et l'autre face étant en contact avec deux autres appuis, dits externes, la distance entre les appuis internes étant inférieure à celle entre les appuis externes. Une machine dite "simplifiée" connue de ce type comporte : un bâti allongé et un bras mobile s'étendant au-dessus du bati, le bati et le bras mobile présentant chacun à une extrémité une mâchoire, Lors d'un essai avec cette machine, on place une éprouvette prismatique en béton avec son axe longitudinal vertical entre les mâchoires et on applique une force réglable à extrémité libre du bras mobile. L'effort est transmis à l'éprouvette par des appuis, réalisés par exemple par des bossages portés par les machoires, et appliqué sur deux faces parallèles verticales de l'éprouvette. La force réglable est appliquée à l'extrémité libre du bras par l'intermédiaire d'un étrier porté par ce bras et lui-meme sollicité par une barre, formant bras de levier, articulée autour d'un point fixe et sur laquelle peut coulisser une masse.Lors de l'essai, on déplace la masse sur la barre de manière à augmenter l'effort exercé sur i'éprouvette, jusqu'à ce que cette dernière, sollicitée par flexion, se déforme jusqu'a r u p t u r e. La valeur cherchée de la résistance à la traction par flexion, exprimée sous forme de contrainte, peut alors etre déduite directement par lecture de graduations portées par la barre. La machine est généralement étalonnée et vérifiée indirectement, en principe par le constructeur, à l'aide de masses marquées et de calculs faisant appel à la géométrie de la machine Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de fournir un appareil permettant directement et simplement d'étalonner et de vérifier une machine d'essai de traction par flexion. Ce but est atteint par un appareil comportant, conformément à l'invention, un corps dont les dimensions extérieures sont identiques à celles d'une éprouvette et dont une face longitudinale présente un logement, et une cellule de mesure susceptible d'etre logée dans ledit logement de manière à présenter une surface d'appui externe qui est située dans le meme plan que celui de la surface de ladite face longitudinale pourvue d'une cavité et sur laquelle peuvent prendre appui deux.des appuis de la machine. Ainsi apparait un premier avantage de l'appareil conforme à l'invention, avantage qui réside dans le fait que cet appareil, présente les mêmes dimensions extérieures q u ' u n e éprouvette et permet donc de vérifier et étalonner lattachine dans des conditions identiques à celles régnant lors de l'essai d'une éprouvette et donc de façon précise. De préférence, ledit logement est formé symétriquement par rapport au centre de la face longitudinale dans laquelle il est prévu. La forme de ce logement sera choisie en fonction de celle de la cellule de mesure et pourra etre par exemple rectangulaire ou circulaire. La cellule de mesure peut etre une capsule dynamométrique ou un capteur muni de jauges de contraintes. D'autres particularités et avantages de l'appareil conforme à l'invention ressortiront à la lecture d'un mode particulier de sa réalisation, description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif,en référence aux figures du dessin joint qui illustrent schématiquement - figure 1 : une vue en élévation latérale d'une mach i ne d'essai de traction paf flexion - figure 2 : une vue partielle en élévation latérale et en coupe d'un appareil conforme à l'invention monté sur la machine représentée à la figure 1 , et - figure 3 : une vue de face de l'appareil représenté à la figure 2. La machine d'essai représentée à la figure 1 comporte un bâti 10 et un bras 11 mobile dans un plan vertical et s'étendant au dessus du bâti 10. Le bâti 10 présente, à une extrémité, une machoire 12 formée par des parois 10a et lOb qui font saillie verticalement à partir du bâti 10 et qui présentent des bossages horizontaux 12a et 12b. Le bras Il présente également à une extrémité une machoire 13, analogue à la mâchoire 12, formée par des parois lla et llb qui présentent des bossages horizontaux 13a et 13b. Au début d'un essai, on place une éprouvette prismatique en béton 14 entre les mâchoires 12 et 13. Cette éprouvette présente par exemple une forme parallélépipèdique rectangle et est placée avec son axe longitudinal vertical, les bossages 12a et 13a, formant appui internes, venant en appui sur une face longitudinale verticale de l'éprouvette 14 et les bossages 12b et 13b, formant appui externes a venant en appui sur la face longitudinale verticale opposée. Lors de l'essai, on exerce une force F dirigée vers le bas à l'extrémité libre llc du bras 11, et l'éprouvette 14 est soumise à une contrainte de traction par flexion, cette contrainte étant transmise par les appuis des mâchoires 12 et 13. On notera que les appuis 12a et 13a, de meme que les appuis 12b et 13b, sont situés symétriquement par rapport au plan médian horizontal de l'éprouvette~14, l'écartement entre les appuis internes 12a et 13a étant inférieur à celui séparant les appuis externes 12b et 13b. La force F est engendrée par une masse 15 coulissant sur une barre 16, formant bras de levier, barre articulée en un point fixe 17 et passant dans un étrier 18 suspendu à l'extrémité libre llc du bras 11. En déplaçant la masse 15, on peut augmenter l'intensité de la force F jusqu'à ce que la contrainte exercée sur l'éprouvette 14 atteigne une valeur telle que l'éprouvette arrive à rupture norma le- ment dans sa partie centrale. Cette valeur de la contrainte est la résistance à la traction par flexion recherchée. Cette résistance peut etre lue directement sur des graduations portée par la barre 16. Pour étalonner et/ou vérifier la machine d'essai, on utilise un appareil de mesure de forces 20, conforme à l'invention, représenté aux figures 2 et 3. Cet appareil comporte un corps 21, réalisé par exemple en alliage ferreux moulé, dont les dimensions extérieures sont identiques à celles de l'éprouvette 14. Le corps 21 présente, sur une de ses faces longitudinales 21a, un logement 21b, en forme de cavité ou de rainure, par exemple, comme dans l'exemple illustré,en forme de rainure s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale du corps 21. Le logement 21k est situé dans la partie médiane de la face 21a, les parties d'extrémité 21c et 21d du corps 21 ayant une forme identique à celles de l'éprouvette 14. De préférence le logement 21b est symétrique par rapport au centre de la face 21a. Dans le logement 21k est disposé une cellule de mesure 22 qui repose par une face 22a sur le fond de la cavité 21b. Cette cellule a une épaisseur égale à la profondeur de la cavité 21b, sa surface externe, ou surface d'appui 22b étant située dans le plan de la face 21a. Le logement 21k et la cellule 22 ont une dimension telle dans la direction longitudinale du corps 21, que les appuis internes 12a et 13a sont appliqués sur la surface d'appui 22b de la cellule 22 lorsque l'appareil 20 est placé entre les machoires 12 et 13, de façon identique à une éprouvette. Lorsque l'appareil 20 est monté dans la machine d'essai et lorsque on exerce une contrainte sur cet appareil, les forces auxquelles est soumis l'appareil 20 dans sa partie centrale sont transmises à la cellule par la partie médiane du corps 21, formant plaque d'appui pour cette cellule. L'appareil 20 se comportant exactement comme une éprouvette, l'intensité de la contrainte exercée sur la cellule 22, pour une position donnée de la masse 15, est égale à celle exercée sur une éprouvette, pour une meme position de la masse 15. Les figures 2 et 3 illustrent notamment un mode de réalisation de la cellule 22 permettant une lecture directe de la contrainte exercée sur elle. Cette dernière est une capsule manométrique comportant deux embases23, 24 entre lesquelles est disposé un soufflet métallique flexible 25. La capsule est reliée à un manomètre 26 par un tube capillaire, par exemple en cuivre. Le soufflet 25, le tube 27 et le manomètre sont remplis d'un fluide incompressible qui transmet l'effort exercé sur la capsule au manomètre 26, ce dernier comportant un cadran permettant une lecture directe de l'intensité de cet effort. Pour étalonner la machine d'essai, on place l'appareil 20 entre les mâchoires 12 et 13, on place la masse 15 sur la barre 16 en plusieurs positions successives, on lit la contrainte s'exerçant sur la cellule de mesure 22 pour chaque position, et on gradue la barre 16 directement en valeurs de contrainte. L'appareil 20 peut également servir à la vérification d'une machine d'essai préalablement étalonnée. Pour ce faire, on substitue à une éprouvette essayée l'appareil 20, on place la masse 15 dans la position identique à celle correspondant à la valeur de la résistance à la traction par flexion de l'éprouvette essayée et on vérifie par lecture directe du manomètre 26 la valeur de cette résistance. Au lieu d'utiliser une capsule dynamométrique reliée à un manomètre, on pourrait réaliser la cellule de mesure 22 sous forme d'un capteur de forces muni de jauges de contrainte et relié à un dispositif de mesure recevant les signaux transmis par les jauges de contrainte. Par ailleurs, bien que l'on ait envisagé le cas d'une machine d'essai telle que ci-avant décrite, il est bien entendu que l'appareil conforme à l'invention peut etre utilisé pour la vérification et/ou l'étalonnage de machines d'un autre type pour l'essai de traction par flexion d'éprouvettes prismatiques en béton, machines dans lesquelles une éprouvette est sollicitée, généralement par deux appuis sur chacune de deux faces longitudinales opposées, les deux appuis venant au contact d'une des faces étant plus rapprochés que les deux autres appuis venant au contact de la face opposée. Bien entendu, ou pourra apporter à l'appareil conforme à l'invention tel que ci-avantdécrit, diverses modifications et adjonctions sans pour cela sortir du cadre de protection défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'étalonnage et/ou la vérification d'une machine d'essai de traction par flexion d'éprouvettes prismatiques en béton, machine comportant des appuis susceptibles de transmettre une contrainte à une éprouvette disposée entre ces appuis et en contact avec ces derniers par deux de ses face longitudinales opposées, une de ces faces étant en contact avec deux appuis, dits internes et l'autre face étant en contact avec deux autres appuis, dits externes, la distance entre les appuis internes étant inférieure à celle entre les appuis externes, cetappseilétant caractérisé en ce quJil comporte un corps dont les dimensions extérieures sont identiques à celles d'une éprouvette et dont une face longitudinale présente un logement, et une cellule de mesure susceptible d'etre logée dans ledit logement de manière à présenter une surface d'appui externe qui est située dans le même plan que celui de la surface de ladite face longitudinale pourvue d'une cavité et sur laquelle peuvent prendre appui deux des appuis de la machine. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit logement est formé symétriquement par rapport au centre de la face longitudinale dans laquelle il est prévu. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que ledit logementa une profondeur constante égale à l'épaisseur de ladite cellule de mesure. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cellule de mesure est une capsule dynamométrique. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite cellule de mesure est un capteur de forces comportant des jauges de contrainte.