Brevet FR2626671A1 — publié le 19890804

La présente invention concerne un dispositif pour appliquer un effort de t ra c t ion pure suivant la dimension longitudinale d'une plaque mince constituée d'un matériau flexible. notamment métallique de manière à obtenir une répartition homogène de l'effort de traction pure dans le plan de le plaque mince. Jusqu à présent. pour effectuer des essais de traction sur des plaques métalliques minces ou clinquants on a utilisé des machines d essai comportant deux paires de mâchoires au moyen desquelles on pince respectivement les deux parties extrêmes de la plaque mince soumise à 1 essai Une telle solution ne s'est toutefois pas révélée satisfaisante car les efforts de serrage des mâchoires qui s'exercent perpendiculairement au plan de le plaque mince, se traduisent, lors de l'application de l'effort de traction longitu finale entre les deux paires de mâchoires, par la création de frottements dans les plans limitant la plaque.Par cons6- quent lorsqu on applique è la plaque un effort de traction longitudinale relativement élevé, on constate un glissement relatif de la plaque dans les mâchoires, que celles-ci soient lisses ou striées. Si, pour remédier à cet inconvénient, on exerce un effort de serrage très important et on prévoit des stries importantes et pénétrantes sur les mâchoires, une rupture de la plaque se produit généralement dans 1 une des mâchoires.Par ailleurs un tel système ne permet pas.d'obtenir une répartition uniforme des contrsintes de traction å l'intérieur de la plaque mince soumise à ltessai La présente invention visez remédier à ces inconvé- nients en procurant un dispositif de conception -particuliè- rement simple et permettant d'obtenir une répartition tout à fait homogène des contraintes dans tout le volume de la plaque mince soumise à l'essai A cet effet ce dispositif pour appliquer un effort de traction pure suivant la dimension longitudinale d'une plaque mince constituée d'un matériau flexible, notamment métallique, de manière à obtenir une répartition homogène de l'effort de traction pure dans le plan de la plaque mince, est caractérisé en ce qu il comprend, à chaque extrémité de la plaque mince, une tête d ancrage formée de deux plaque tes identiques, symétriques par rapport au plan de symétrie de la plaque mince parallèle à celle-ci. collées respectivement sur les deux faces de la plaque mince, en recouvrant exactement la partie extrême de cette plaque mince, chaque plaquette comprenant une surface latérale de même profil que le bord de la plaque mince et coplanaire avec ce bord, et une surface d'appui transversale raccordée, à ses extrémités, à la surface latérale externe et assurant la transmission de 1 effort de traction, et une pièce d'appui transversale percée d'une lumière allongée de largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque mince, à travers laquelle s'étend la plaque mince, perpendiculairement à la pièce d'appui transversale. et contre laquelle viennent s'eppli- quer les surfaces d'appui transversales des deux plaquettes de la tête d ancrage On décrira ci -après, è titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif pour l'application d'un effort de traction è une plaque mince suivent l'invention, suivant un plan perpendiculaire à celui de la plaque mince. La figure 2 est une vue en élévation du dispositif, avec arrachement partiel. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe d'une variante d'exécution du dispositif. respectivement perpendiculairement au plan de la plaque mince et parallèlement à ce plan. La figure 5 est une vue en coupe d'une autre variante d'exécution du dispositif, dans un plan parallèle à celui de la plaque mince. La figure 6 est une vue en coupe d'une autre variante d'exécution du dispositif, dans un plan parallèle à celui de la plaque mince. La figure 7 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe d'une autre varisn- te d'exécution du dispositif, dans un plan parallèle à celui de la plaque mince. La figure 9 est une vue en coupe faite suivant la ligne IX-IX de la figure 8. La figure 10 est une vue en plan de la poutre supportant la tête d'ancrage du dispositif des figures 8 et 9. La figure 11 est une vue en coupe d'une autre variante d'exécution. Les figures 12,13,14 et 15 sont des vues en éléva tion schématiques de diverses variantes d'exécution du dispositif. Le dispositif suivant l'invention qui est représenté sur les figures 1 et 2, est destiné à l'application d'un effort de traction longitudinale sur une plaque mince flexible rectangulaire 1. notamment métallique, en appliquant à cette plaque mince un effort de traction pure réparti d'une manière homogène dans tout le volume de la plaque. Ce dispositif comporte, à chaque extrémité de la plaque mince 1, une tête d'ancrage 2 solidaire de la partie extrême de la plaque mince 1, et une pièce d'appui transve-rsale 3 avec laquelle la tête d'ancrage 2 est en contact. La tête d'ancrage 2 est constituée de deux plaquettes parallélépipédiques identiques 4 et 5 qui sont respectivement rendues solidaires des deux faces opposées de la plaque mince 1 par l'intermédiaire de joints de colle 6,7.Les deux plaquettes 4.5 qui sont symétriques par rapport au plan de symétrie P de la plaque mince 1 parallèle à cette plaque, ont chacune une forme telle qu'elles recouvrent exactement la partie extrême rectangulaire de la plaque mince 1 située au-delà de la pièce d appui transversale 3. Autrement dit chacune des deux plaquettes collées 4,5 a une longueur égale à la largeur a de la plaque mince 1 si bien que trois de ses faces, constituant sa surface latérale externe 4a,5a, sont respectivement coplanaires avec les deux bords longitudinaux la,lb et le bord transversal lc délimitant la partie extrême de la plaque mince 1.La quatrième face latérale 4b,5b de cha- cune des plaquettes d'ancrage 4,5 constitue une surface d'appui transversale et elle est en contact avec la face frontale externe 3a de la plaque d'appui 3 qui est percée de part en part d'une lumière allongée 8 à travers laquelle s'étend la plaque mince 1. Cette lumière, de forme parallé- lépipèdique, a une largeur sensiblement égale à l'épaisseur e de la plaque mince et une longueur égale ou légèrement supérieure à la largeur a de cette plaque mince. De préférence la plaque mince est montée "glissant juste" dans la lumière 8 et un émoussage de 1 angle vif du bord interne ou de sortie de la lumière 8 ou un chanfrein 8a le long de ce bord est prévu pour éviter des bavures et faciliter le montage. Ainsi lorsque les deux pièces d'appui 3 exercent. sur les deux têtes d'ancrage 2, des efforts F dirigés respectivement vers le haut et vers le bas, ces efforts se traduisent par l'apparition, au sein de la plaqe mince 1, d'efforts de traction f répartis d'une manière homogène dans toute la plaque 1. Les joints collés 6,7 qui assurent la liaison entre les plaquettes d'ancrage 4,5 et la partie extrême de la plaque mince 1, offrent l'avantage qu'ils sont isolants et qu'ils permettent, dans une certaine limite, de rattraper les défauts de portée entre les surfaces d'appui transversale 4a,5a des deux plaquettes d'ancrage 4,5 et la face frontale 3a de la pièce d'appui 3, ces jeux étant inévitables à cause des difficultés qu'il y a à mettre les contacts entre les plaquettes 4,5 et la face 3a dans le même plan. Le système collé ainsi obtenu permet par ailleurs, pour des petites déformations, des degrés de liberté en rotation et en translation dans l'espace, suivant six degrés de liberté. Si on associe à la tête d'ancrage collée 2 des butées circulaires ou sphériques (à frottement ou à roulement) le dispositif permet de neutraliser des défauts importants et de créer des possibilités de déplacement souple de la structure par rapport aux sollicitations engendrées par le milieu environnant que l'on doit transmettre avec précision à la structure collée. Dans la forme d'exécution de l'invention représentée sur les figures 3 et 4 l'organe d'appui 9 de la tête d'ancrage 2 comporte deux bagues externe 11 et interne 12 embout tées l'une dans l'autre. La bague interne 12 est percée, de part en part, dans sa partie centrale, d'une lumière allongée 13 de la section droite rectangulaire, à travers laquelle passe la plaque mince 1. Cette bague interne 12 est engagée à force dans un alésage axial lla de la bague externe 11. A cet effet la bague externe 11 peut être chauffée préalablement afin d'être dilatée, ce qui permet l'introduction de la bague interne 12, après quoi la bague externe 11, en se refroidissant, assure le frettage de la bague interne 12.Cette bague interne 12 peut comporter, à son extrémité supérieure, une collerette externe 12a venant se loger dans un évidement circulaire îlb ménagé dans la face frontale supérieure de la bague externe 11. Par ailleurs cette bague externe 11 présente une surface d'appui llc de forme sphérique, centrée sur l'axe de symétrie xy de la plaque mince 1, qui est elle-même en appui contre une surface sphérique de même forme prévue dans la face supérieure d'un élément d'appui 14 percé, dans sa partie centrale, d'une ouverture 15 de grande dimension à travers laquelle passe la plaque mince 1. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 5 la bague interne 12 présente, à sa partie inférieure, un filetage 12b qui est vissé dans un trou taraudé prévu dans la partie inférieure de la bague externe 11. Un joint élastique 12c peut être avantageusement prévu, dans le cas où la bague externe 11 n'est pas orientable, entre la collerette 12a et la face d'appui de l'évidement circulaire llb. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur les figures 6 et 7 la tête d'ancrage 2 de la plaque mince 1 est retenue par un maneton 16 percé d'une fente diamétrale 16a à travers laquelle passe la plaque mince 1 et qui est formé d'une manière excentrée sur un axe horizontal 17. Les deux extrémités, formant tourillons, de cet axe horizontal 17 sont logées dans des trous coaxiaux prévus dans les parties inférieures de deux branches parallèles verticales 18,19 d'une chape 21 ouverte vers le bas. Les deux branches verticales 18,19 de la chape 21 sont écartées l'une de l'autre d'une distance b qui est égale à la longueur du maneton excentré 16 et qui est supérieure à la largeur a de la plaque mince 1. Les deux branches verticales 18,19 de la chape 21 sont appliquées contre les deux faces verticales parallèles opposées d'un bloc central 22 faisant partie de la chape 21 et auquel elles sont fixées, avec un écartement b réglable, par l'intermédiaire d'un ensemble vis-écrous 23 (ou d'un axe pourvu de gorges transversales recevant des circlips) s'étendant horizontalement à travers des trous percés dans les deux branches verticales 18,19 et dans le bloc central 22. Ce bloc 22 présente. à sa partie supérieure, un embout fileté 24 qui est vissé dans un trou taraudé correspondant d'une pièce 25 formant adaptateur, avec interposition, éventuellement, d'une rotule sphérique. On peut éventuellement faire varier la distance b en interposant deux bagues d'épaisseur identique sur l'axe de l'ensemble 23, respectivement entre le bloc central 22 et les deux branches verticales 18,19. On peut aussi prévoir des gorges annulaires espacées dans la surface latérale de l'axe pour permettre la mise en place des circlips dans des positions longitudinales différentes. Ceci permet d'utiliser, les mêmes éléments constitutifs 18,19, 22,25 du disposi tif avec des plaques minces 1 ayant des largeurs a différentes. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur les figures 8,9 et 10 la tête d'ancrage 2 de la plaque mince 1 est retenue par une poutre butée horizontale constituée de deux barres parallélépipédiques identiques 26,27 qui sont accolées par l'une de leurs grandes faces planes dans chacune desquelles est creusée, par exemple par électroérosion, une entaille respective parallélépipédique 26a, 27a, si bien que ces deux entailles 26a,27a, placées l'une en face de l'autre. définissent la lumière centrale, de section droite rectangulaire, à travers laquelle passe la plaque mince 1. De préférence chaque barre 26,27 a une hauteur double de son épaisseur. Les deux barres accolées 26,27 sont engagées, par leurs parties extrêmes, dans des trous usinés, par exemple par électroérosion, dans des bagues 28.29.Ces bagues sont engagées dans des trous coaxiaux prévus dans les parties extrêmes inférieures de deux branches verticales 30,31 de l'organe exerçant l'effort de traction. Ces bagues 28,29 sont pourvues chacune d'une collerette 28a,29a qui est en appui contre les faces internes. des branches verticales 30,31 et elles sont maintenues, du côté externe, par des écrous 32 vissés sur des parties externes filetées des bagues 28,29 et immobilisés contre les branches 30,31 par des points de soudure 33. Suivant une variante la poutre horizontale formant butée pourrait être formée par une seule barre parallélépipédique percée d'une lumière allongée 8 usinée par électroérosion. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 11 chacune des bagues 27,28 supportant la partie extrême de la poutre butée constituée par les deux barres 26,27 accolées, est montée à rotation sur la branche 30,31 qui la supporte. A cet effet la bague 28 est engagée dans un roulement à aiguilles 34 qui est maintenu en place par un couvercle 35 fixé sur le branche 30 au moyen de vis. Les figures 12,13,14,15 illustrent diverses variantes d'exécution non limitatives du dispositif suivant l'invention. Dans la forme d'exécution de l'invention représentée sur la figure 12 chacune des plaquettes collées 4,5 présente une surface d'appui transversale inférieure 4b,5b qui est convexe en direction de la pièce d'appui transversale 3, et qui présente un profil en arc de cercle centré sur l'axe de symétrie xy de la plaque mince 1.La pince d'appui transversale 3 présente de la même façon, sur son bord transversal supérieur, une surface d'appui 3b, de même rayon de courbure que les surfaces d' appui 4b , 5 b si bien que ces sur faces constituent une srticulstion de le plaque mince 1 sur 1R a pièce d'appui transversale 3, lui permettant un léger mouve ment de rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan de la plaque mince 1 et passant par le centre des arcs de cercle cons.tituant les profils des surfaces d'appui 4b,5b et 3b. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 13 la plaque mince 1 présente une partie extrême à bord courbe et les plaquettes 4,5 de la tête d'ancrage ont, de la même façon, une surface latérale courbe épousant le profil du bord de la plaque mince 1. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 14 la plaque mince 1 ainsi que les plaquettes d'ancrage 4,5 présentent des parties extrêmes en forme de triangle. Dans la variante d'exécution de l'invention représentée sur la figure 15 la plaque mince 1 a une forme courbe comportant au moins un axe de symétrie xy, par exemple elliptique, circulaire etc.., et les plaques collées 4,5 de chaque tête d'ancrage sont ainsi définies par des segments ayant une surface latérale de même courbure que celle de la pièce 1 et une surface d'appui transversale 4b,5b défini par une corde perpendiculaire à l'axe de symétrie xy. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour appliquer un effort de traction pure suivant la dimension longitudinale d'une plaque mince constituée d'un matériau flexible, notamment métallique, de manière à obtenir une répartition homogène de l'effort de traction pure dans le plan de la plaque mince, caractérisé en ce- qu'il comprend, à chaque extrémité de la plaque mince (1), une tête d'ancrage (2) formée de deux plaquettes identiques (4,5), symétriques par rspport au plan de symétrie de la plaque mince parallèle à celle-ci, collées respectivement sur les deux faces de la plaque mince (1), en recou virant exactement la partie extrême de cette plaque mince, chaque plaquette (4,5) comprenant une surface latérale de même profil que le bord de la plaque mince (1) et coplanuire avec ce bord, et une surface d'appui transversale (4b,5b) raccordée, à ses extrémités, à la surface latérale externe (4a,5a) et assurant la transmission de l'effort de traction, et une pièce d'appui transversale (3) percée d'une lumière allongée (8) de largeur sensiblement égale à l'épaisseur de la plaque mince, à travers laquelle s'étend la plaque mince, perpendiculairement à la pièce d'appui transversale (3), et contre laquelle viennent s'appliquer les surfaces d'appui transversales (4b,5b) des deux plaquettes (4,5) de la tête d'ancrage 2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'appui (9) de la tête d'ancrage (2) comporte deux bagues externe (11) et interne (12) emboitées l'une dans l'autre, la bague interne (12) est percée, de part en part, dans sa partie centrale, d'une lumière allongée (13) de section droite rectangulaire, à travers laquelle passe le plaque mince (1), et elle comporte, à son extrémité une collerette externe (12a) venant se loger dans un évidement circulaire (lob) ménagé dans la face frontale de la bague externe (11). 3.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la bague externe (11) présente une surface d'appui (llc) de forme sphérique, centrée sur l'axe de symétrie (xy) de la plaque mince (1), qui est elle-même en appui contre une surface sphérique de même forme prévue dans la face supérieure d'un élément d'appui (14) percé; dans sa partie centrale, d'une ouverture (15) de grande dimension à travers laquelle passe la plaque mince (1). 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la bague interne (12) est engagée à force dans un alésage axial (lla) de la bague externe (11). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendictions 2 et 3 caractérisé en ce que la bague interne (12) présente, un filetage (12b) qui est vissé dans un trou taraudé prévu dans la bague externe (11). 6.- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce qu'un joint élastique (12c) est prévu, dans le cas où la bague externe (11) n'est pas orientable, entre la collerette (12a) et la face d'appui de l'évidement circulaire (lob). 7.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la tête d'ancrage (2) de la plaque mince (1) est retenue par un maneton (16) percé d'une fente dismétrale (16a), à travers laquelle passe la plaque mince (1), et qui est formé d'une manière excentrée sur un axe horizontal (17), et les deux extrémités, formant tourillons, de cet axe horizontal (17) sont logées dans des trous coa axiaux prévus dans deux branches parallèles (18,19) d'une chape (21) qui sont écartées l'une de l'autre d'une distance (b) qui est égale à la longueur du maneton excentré (16) et qui est supérieure à la largeur (a) de la plaque mince (1). 8.- Dispositif suivant la revendication 7 caracte- risé en ce que les deux branches (18,19) de la chape (21) sont appliquées contre les deux faces parallèles opposées d'un bloc central (22) faisant partie de la chape (21) et auquel elles sont fixées, avec un écartement (b) réglable, par l'intermédiaire d'un ensemble vis-écrous (23) (ou d'un axe pourvu de gorges transversales recevant des circlips), s'étendant à travers des trous percés dans les deux branches (18,19) et dans le bloc central (22), ce bloc (22) présen- tant un embout fileté (24) qui est vissé dans un trou taraudé correspondant d'une pièce (25) formant adaptateur, avec interposition éventuelle d'une rotule sphérique. 9.-Dispositif suivant le revendication 1 caractérisé en ce que le tête d'ancrage (2) de la plaque mince (1) est retenue par une poutre butée (26,27) engagée, par ses parties extrêmes, dans des bagues (28,29) qui sont logées dans des trous coaxiaux prévus dans les parties extrêmes de deux branches (30,31) de l'organe exerçant l'effort de traction. 10.- Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que la poutre butée est constituée de deux barres parallélépipédiques identiques (26,27) qui sont accolées par l'une de leurs grandes faces planes dans chacune desquelles est creusée une entaille respective parallélépipédique (26a,27a), si bien que ces deux entailles (26a,27a), placées l'une en face de l'autre, définissent la lumière centrale, de section droite rectangulaire, à travers laquelle passe la plaque mince (1). 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé en ce que la poutre butée constituée par une seule barre parallélépipédique ou de deux barres (26,27) accolées a une hauteur double de son épaisseur. 12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendictions 9 à 11 caractérisé en ce que la lumière centrale (26a,27a) traversée par la plaque mince (1) est réalisée par électroérosion. 13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que les bagues (28,29) sont pourvues chacune d'une collerette (28a,29a) qui est en appui contre les faces internes des branches (30,31) et elles sont maintenues, du côté externe, par des écrous (32) vissés sur des parties externes filetées des bagues (28,29). 14.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que chacune des bagues (27,28) supportant le partie extrême de la poutre butée, constituée par une ou deux barres (26,27) accolées, est montée à rotation sur la branche (30,31) qui la supporte au moyen d'un roulement (34) qui est maintenu en place par un couvercle (35) fixé sur la branche (30) au moyen de vis.