Brevet FR2534683A1 — publié le 19840420

Extensomètre, notamment pour extensométrie à chaud. La présente invention a pour objet un extensomètre, notamment pour extensométrie à chaud, comprenant un premier et un second dispositifs destinés à être serrés sur une éprouvette en deux emplacements situés dans des plans perpendiculaires à l'axe de l1éprou- vette et espacés l'un de l'autre, l'un de ces dispositifs étant monté sur des moyens de support mobiles par rapport à l'autre dispos-itif dans une direction parallèle à l'axe de l'éprouvette et au moins un capteur étant associé aux moyens de support pour fournir un signal représentant le déplacement relatif entre le premier et le second dispositif lorsque l'éprouvette est soumise à un effort de traction. Des extensomètres de ce type sont bien connus. Généralement, les dispositifs destinés à être serrés sur l'éprouvette comportent des pointes qui sont appliquées par-vissage dans des marques formées sur l'éprouvette par pointage. Il est donc nécessaire de préparer les éprouvettes. De plus, les pointes ont rapidement tendance à s'émousser, ce qui rend les mesures imprécises. Enfin, ces extensomètres s'avèrent d'une façon générale malcommodes à utiliser dans le cas d'essais à chaud. La présente invention a essentiellement pour but de fournir un extensomètre qui ne nécessite qu'un minimum d'opérations simples pour son montage sur des éprouvettes, même si le diamètre de celles-ci varie, afin, en particulier de faciliter la réalisation d'une série d'essais à chaud. La présente invention a aussi pour but d'allier cette facilité d'emploi à la fiabilité et à la précision. Ce but est atteint du fait que, conformément à l'invention - chaque dispositif destiné à être serré sur l'éprouvette est formé par une paire de mâchoires - chaque mâchoire comprend une demi-couronne extérieure et une demi-coquille ajustée de façon amovible à l'intérieur de la demi-couronne de manière à pouvoir être solidaire de celle-ci en direction parallèle à l'axe de l'éprouvette, et - chaque demi-coquille présente sur sa surface intérieure au moins une partie en relief destinée à définir le contact avec la surface extérieure de l'éprouvette. Pour le montage ou le démontage sur une éprouvette, il suffit de fermer ou d'ouvrir les mâchoires et, en disposant d'une série de demi-coquilles interchangeables, de changer le cas échéant les demi-coquilles pour les adapter au diamètre de l'éprouvette. De préférence, chaque demi-coquille présente sur sa face intérieure au moins une nervure formant couteau et s'étendant le long d'une ligne située dans un plan radial. La liaison entre les-mâchoires et l'éprou- vette est réalisée simplement par serrage des mâchoires sans qu'il soit nécessaire de préparer l'éprouvette.. Chaque paire de mâchoires peut alors présenter des marques, par exemple sous forme de parties en creux ou en saillie, susceptibles, par coopération avec un gabarit extérieur, de permettre le réglage de l'écartement entre les paires de mâchoires à une valeur désirée. Avantageusement, on pourra prévoir des jeux supplémentaires de demi-coquilles présentant, sur leur face intérieure, une rainure circulaire, afin de pouvoir réaliser des essais sur des éprouvettes munies de collerettes circulaires aux emplacements où les mâchoires doivent être serrées, les rainures des demi-coquilles coopérant avec les collerettes de l'éprouvette. Selon encore une autre particularité avantageuse de l'extensomètre conforme à l'invention, le capteur est du type à palpeur rappelé élastiquement contre les moyens de support mobiles. Ainsi, aucun élément du capteur n'est monté sur les moyens de support mobiles, ce qui contribue aussi à la facilité d'emploi de l'extensomètre. En effet, dans les dispositifs connus utilisant une bobine montée autour d'une tige mobile et reliée à un circuit de traitement de signal par un conducteur formé par un fil fin, il n'est pas rare, après la rupture de l'éprouvette, que la tige sorte complètement de la bobine et même que le fil soit cassé, ce qui né- cessite un remontage du capteur. De tels inconvénients sont évités grâce à l'utilisation d'un capteur à palpeur. D'autres particularités et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation à demi en coupe d'un extensomètre conforme à l'invention, et - les figures 2 à 4 sont des vues en coupe à échelle agrandie suivant les plans II-II,III-IIIet IV-IV de la figure 1. L'extensomètre représenté sur les figures 1 à 3 comprend une paire de tiges 10, 11, parallèles entre elles et de même longueur, qui portent chacune, à une extrémité, une mâchoire respectivement 12, 13. Chaque mâchoire 12, 13 est immobilisée sur la tige 10, Il entre deux écrous 12a-12b et 13a-13b vissés sur l'extrémité té fileté de la tige. Les tiges 10, 11 peuvent coulisser avec jeu dans des tubes entretoises parallèles et de même longueur, respectivement 14, 15. A une extrémité, les tubes 14, 15 portent une mâchoire 16, 17 et à l'autre extrémité, ils sont fixés par exemple par soudage, sur une face d'une platine 18. Les mâchoires 16, 17 sont également soudées sur les tubes 14, 15 et présentent des perçages pour le passage avec jeu des tiges 10, 11. La platine 18 porte, sur sa face opposée à celle reliée aux tubes 14, 15, deux capteurs 19, 20 fixés par exemple par vissage de leurs enveloppes extérieures dans des logements formés dans la platine 18 et de même axe que les tubes 14, 15. Ces logements communiquent avec les tubes 14 15 par des trous traversés par des palpeurs mobiles 19a, 20a en forme de tiges, des capteurs 19, 20. Les palpeurs 19a, 20a sont sollicités par des ressorts (non représentés) vers l'extérieur des enveloppes des capteurs 19, 20, c'est-à-dire en direction des extrémités 10a, 11a des tiges 10, 11 situées à l'intérieur des tubes 14, 15 et voisines de la platine 18. Ainsi, les palpeurs 19a, 20a sont maintenus en per manence au contact des faces d'extrémité 10a, 10b des tiges 10 et 11.Les capteurs 19, 20 sont de type bien connu en soi et utilisés notamment pour des mesures de dimensions de pièces. Chaque palpeur est par exemple solidaire ou d'une seule pièce avec un noyau mobile d'une bobine afin de recueillir en sortie du capteur un signal dont la variation représente le déplacement linéaire du palpeur. Ce signal est ensuite transmis à des circuits de traitement classiques en vue notamment de commander un appareil enregistreur ; ces circuits sont aussi bien connus en eux-mêmes et ne font pas partie de l'invention. Les mâchoires 12, 13 sont situées en regard l'une de l'autre. Chaque mâchoire 12, 13 comprend une demi-couronne extérieure 22, 23 montée sur la tige 10, il et une demi-coquille 24, 25 ajustée à l'intérieur d'une demi-couronne respective (voir figures 1 et 2). Chaque demi-couronne 22, 23 comprend deux oreilles 22a, 22b et 23a, 23b. Les oreilles 22a et 23a sont munies de passages qui, lorsque la paire de mâchoires 12, 13 est fermée sont mutuellement alignés pour permettre de relier les mâchoires l'une à l'autre au moyen d'une vis 26 traversant ces passages et coopérant avec un écrou 27. Il en est de même pour les oreilles 22blet 23b qui sont reliées l'une à l'autre par un système à vis 28 et écrou 29. Avantageusement, les passages traversés par les vis 26 et 28 s'ouvrent latéralement vers l'extérieur pour utiliser des systèmes vis-écrous imperdables, les vis 26 et 28. étant alors montées pivotantes sur la demicouronne 23. Ainsi, pour ouvrir la paire de mâchoires 12, 13, il suffit de desserrer les écrous 27, 29 et de faire pivoter les vis 26, 28 hors de leurs- logements. Les demi-coquilles 24, 25 comprennent une partie centrale dont le rayon extérieur coïncide avec le rayon intérieur des demi-couronnes 22, 23 et deux parties latérales 24a, 24b et 25a, 25b qui ont un rayon légèrement supérieur et s'ajustent contre les faces latérales radiales des demi-couronnes 22, 23 (figure 1). Ainsi, une demi-coquille est placée sur une demi-couronne ou retirée de-celle-ci simplement par translation perpendiculaire aux axes des tiges 10, Il et, lorsqu'elle est en place, la demi-coquille est immobilisée axialement par rapport à la demi-couronne. Sur leur surfaces intérieures, les demi-coquilles 24 et 25 présentent une ou plusieurs nervures en forme de couteaux (par exemple deux nervures 30 et 31 ramenées dans le plan de coupe sur la figure 1) qui sont situées, lorsque la paire de mâchoires 12, 13 est fermée, sur une niireligne circulaire située dans un plan perpendiculaire aux tiges 10, 11. Les mâchoires 16, 17 sont situées en regard l'une de l'autre et ont des structures similaires à celles des mâchoires 12, 13. Elles comportent chacune une demi-couronne extérieure 32, 33 traversée par la tige 10, 11 et une demi-coquille 34, 35 ajustée à l'intérieur d'une demi-couronne respective. Les demi-couronnes 32, 33 sont assemblées par des systèmes vis-écrou imperdables 36-37 et 38-39. Les demi-coquilles 34, 35 présentent chacune sur sa face intérieure une ou plusieurs nervures en forme de couteaux, par exemple deux nervures 40, 41, ces nervures s'détendant suivant une même ligne circulaire située dans un plan perpendiculaire aux tiges 10, 11 lorsque la paire de mâchoires 16, 17 est fermée. La figure 3 montre les systèmes vis-écrou 36-37 et 38-39 sortis de leurs logements prévus dans les demi-couronnes 32, 33, afin de permettre l'ouverture des mâchoires. Les demi-couronnes 32, 33 étant soudées sur les tubes 14, 15, eux-mêmes soudés sur la platine 18, cette dernière est formée en deux parties 18a, 18b articulées l'une par rapport à l'autre autour d'un axe 18c parallèle aux tubes 14, 15 et-tiges 10, 11, afin de permettre l'ouverture des mâchoires (figure 4). Chacune des parties 18a, 18b est reliée à un tube et un capteur respectif. Le fonctionnement de l'extensomètre décrit ciavant est le suivant. Les demi-coquilles 24, 25, 35, 35 sont choi sies de manière à présenter un diamètre correspondant à celui de l'éprouvette à essayer 42 (uniquement représentée sur la figure 1). Les paires de mâchoires 12-13 et 16-17 sont ouvertes pour permettre leur mise en place sur l'éprouvette 42 dont l'axe est parallèle à celui des tiges 10, 11. Ensuite, la position de la paire de mâchoires 12, 13 est ajustée par coulissement des tiges 10, 11 de manière à donner la valeur voulue à l'écartement entre les emplacements de contact des paires de mâchoires 12-13 et 16-17 avec l'éprpuvette. On notera que les couteaux prévus sur les demi-coquilles permettent d'obtenir deszones de contact qui se situent dans des plans radiaux de l'éprouvette.Pour ajuster l'écartement relatif entre les paires de mâchoires 12-13 et 16-17, on peut utiliser des gabarits tels que 43,44 définissant une ou plusieurs bases.de mesure par des ergots 45 pouvant pénétrer dans des trous repères 46 formés dans les faces externes des demi-couronnes des différentes mâchoires (figure 1) Le gabarit 43, est placé sur les mâchoires jusqu'au serrage de cellesci puis retiré avant le début de 1blessai. Celui-ci est conduit en exerçant classiquement un effort de traction sur les extrémités de l'éprouvette au moyen de mors non représentés. s'agissant d'extensométrie à chaud, la partie de lQextensomètre mise en place sur i'éprouvette se trouve dans une enceinte portée à la température voulue (par exemple 800a C) Les matériaux constitutifs des différentes parties de l'extensomètre (excepté les capteurs) sont de préférence en un matériau à très faible coefficient de dilatation thermique, par exemple l'alliage connu sous l'appellation "DILVER P 29-17. Un matériau distinct présentant une plus grande dureté, par exemple l'alliage connu sous l'appellation 'NIMoNIC11, peut être utilisé pour réaliser les demi-coquilles. Llallonyement de l'éprouvette se traduit par un déplace ment des mâchoires 12, 13 par rapport aux mâchoires 16- 17 donc des tiges 14, 15 par rapport à la platine 18. Cet allongement est mesuré au moyen des capteurs 19, 20. Dans cet exemple, deux capteurs sont utilisés. Bien entendu, il est envisageable d'utiliser un seul capteur. A la rupture de l'éprouvette, les tiges 10, 11 peuvent éventuellement être brusquement déplacées sans que cela se traduisent par un endommagement des capteurs. Pour réaliser l'essai suivant, il suffit d'ouvrir les mâchoires, puis de les remettre en place sur une nouvelle éprouvette. Dans le cas où des éprouvettes de diamètres différents sont à essayer, il suffit de disposer de demi-coquilles adaptables sur ces différentes éprouvettes. Le remplacement des demi coquilles est une opération particulièrement simple et rapide. REVENDICATIONS 1. Extensomètre, notamment pur extensométrie à chaud, comprenant un premier et un second dispositifs destinés à être serrés sur une éprouvette en deux emplacements situés dans des plans perpendiculaires à l'axe de l'éprouvette et espacés l'un de l'autre, l'un de ces dispositifs étant montés sur des moyens de support mobiles par rapport à l'autre dispositif dans une direction parallèle à l'axe de l'éprouvette et au moins un capteur étant associé aux moyens de support pour fournir un signal représentant le déplacement relatif entre le premier et le second dispositif lorsque l'éprouvette est soumise à un effort de traction, caractérisé en ce que - chaque dispositif destiné à être serré sur l'éprouvette (42) est formé par une paire de mâchoires (12-13, 16-17) ; - chaque mâchoire (12, 13, 16, 17) comprend une demi-couronne extérieure (22, 23, 32, 33) et une demi-coquille (24, 25, 34, 35) ajustée de façon amovible à l'intérieur de la demi-couronne-de manière à pouvoir être solidaire de celle-ci en direction parallèle à l'axe de l'éprouvette, et - chaque demi-coquille (24,25, 34, 35) présente sur sa surface-intérieure au moins une partie en relief destinée à définir le contact avec la surface extérieure de l'éprouvette. 2. Extensomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque demi-coquille (24, 25, 34, 35) présente sur sa face intérieure au moins une nervure (30, 31, 40, 41) formant couteau et s'étendant le long d'une ligne située dans un plan radial. 3. Extensomètre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les mâchoires de chaque paire sont reliées l'une à l'autre par des moyens de liaison à. systèmes vis-écrou imperdables (26-27, 28-29, 36-37, 38-39). 4. Extensomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les demicoquilles présentent, sur leur face intérieure, une rainure circulaire destinée à coopérer avec des collerettes annulaires formées sur l'éprouvette aux emplacements où les mâchoires doivent être serrées. 5. Extensomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou chaque capteur (19, 20) comprend un palpeur mobile rappelé élastiquement contre une extrémité d'une tige (10, 11) portant une mâchoire (12, 13) à son autre extrémité. 6. Extensomètre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les mâchoires (12, 13, 16, 17) portent des marques ou repères (46) permettant d'ajuster l'écartement entre les paires de mâchoires au moyen d'un gabarit (43) coopérant avec ces marques.