Brevet FR2898680A1 — publié le 20070921

DISPOSITIF POUR DETERMINER DES CARACTERISTIQUES NOTAMMENT MECANIQUES D'UN ELEMENT SOUMIS A DES EFFORTS SELON AU MOINS DEUX DIRECTIONS La présente invention se rapporte à un dispositif pour déterminer des caractéristiques, notamment mécaniques, d'un élément soumis à des efforts selon au moins deux directions. Une technique pour déterminer des caractéristiques mécaniques d'un élément 5 consiste à lui appliquer des efforts et à mesurer lesdites caractéristiques, notamment par le biais de jauges de contrainte par exemple. La présente invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif susceptible d'exercer des efforts sur un élément dont on souhaite déterminer des caractéristiques, notamment mécaniques. 10 Sur la figure 1, on a représenté un dispositif 10 permettant d'exercer des efforts de traction sur un élément 12 à tester relié à deux mors 14, 14' susceptibles d'appliquer des forces 16 en sens opposés, orientées selon une seule direction. Pour exercer les efforts en sens opposés, au moins un des mors 14' se translate le long d'au moins une glissière 18 parallèle à la direction des efforts. 15 Ce type de dispositifs est relativement simple à mettre en oeuvre et à des coûts d'achat et d'exploitation relativement peu élevés. Toutefois, ce type de dispositifs ne permet de solliciter l'élément que selon une seule direction, ce qui est fortement réducteur si on cherche à déterminer les caractéristiques d'un élément qui soient représentatives de la réalité. Pour être le plus représentatif des sollicitations subies par les éléments, il convient généralement de solliciter les éléments à tester selon au moins deux directions. Quelques dispositifs existent pour exercer des efforts selon au moins deux directions, permettant de s'approcher de la réalité et d'obtenir des résultats plus probants. Toutefois, ces dispositifs sont généralement complexes et développés de manière spécifique à l'élément à tester, ce qui conduit à des coûts d'achat et d'exploitation relativement élevés. Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif susceptible d'exercer des efforts sur un élément dont on souhaite déterminer des caractéristiques, notamment mécaniques, ledit dispositif permettant de se rapprocher des sollicitations réelles, tout en ayant des coûts relativement peu élevés. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément à tester dont on souhaite déterminer au moins une caractéristique, notamment mécanique, tel que par exemple un panneau susceptible d'être intégré dans un aéronef, ledit dispositif comprenant une glissière et deux supports dont au moins un est mobile le long de ladite glissière de manière à faire varier l'écartement entre lesdits deux supports, caractérisé en ce qu'il comprend une interface entre les supports et l'élément à tester permettant de convertir un effort de compression en des efforts de traction selon au moins deux directions. Le dispositif de l'invention permet d'exercer des efforts selon au moins deux directions à la manière des dispositifs de l'art antérieur complexes et coûteux avec des coûts sensiblement inférieurs, sensiblement équivalents à ceux des dispositifs de l'art antérieur permettant d'exercer des efforts selon une seule direction. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique expliquant le fonctionnement d'un dispositif de l'art antérieur, - la figure 2 est une représentation schématique expliquant le fonctionnement d'un dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective illustrant l'interface entre un élément à tester et le dispositif, - la figure 4 est une vue latérale illustrant les efforts appliqués à l'élément à tester, et - la figure 5 est une vue de dessus illustrant une partie de l'interface. Un dispositif pour déterminer des caractéristiques, notamment mécaniques, d'un élément 20 soumis à des efforts comprend d'une part un dispositif 22 permettant d'exercer des efforts sur l'élément 20 à tester, et d'autre part, un appareillage (non représenté) permettant de mesurer au moins une caractéristique, notamment mécanique. L'appareillage de mesure comprend au moins un capteur, tel que par exemple une jauge de contrainte ainsi que des moyens pour déterminer la caractéristique mesurée à partir des informations transmises par ledit au moins un capteur. A titre d'exemple, la caractéristique à mesurer peut être l'allongement de l'élément à tester et le capteur peut se présenter sous la forme d'une jauge de contrainte appliquée sur l'élément à tester dont la résistivité varie en fonction de sa variation géométrique. Ainsi, en mesurant les variations de la résistivité de la jauge de contrainte, on peut déterminer l'allongement de l'élément à tester. Toutefois, la présente invention n'est pas limitée à une mesure de l'allongement d'un élément à tester mais couvre toutes les caractéristiques, notamment mécaniques, tels que la limite élastique, la résistance à la traction, le module élastique, ou autre. L'appareillage de mesure n'est pas plus détaillé car il est connu de l'homme du métier. Même si la présente invention vise plus particulièrement les essais non destructifs, elle couvre également les essais destructifs lors desquels l'élément à tester est détruit. Le dispositif de l'invention est plus particulièrement destiné à appliquer des efforts sur des panneaux plans ou courbes susceptibles d'être incorporés à la structure d'un aéronef. Toutefois, ce dispositif pourrait aussi bien être utilisé pour appliquer des efforts sur tout autre élément quels que soient sa forme, ses dimensions, sa nature et ses matériaux. Selon l'invention, le dispositif de l'invention permet d'appliquer des efforts selon au moins deux directions. Pour chaque direction, le dispositif applique au moins deux forces en sens opposés. Le dispositif permettant d'appliquer les efforts comprend une glissière 24 avec deux supports 26, 28 dont au moins un est mobile le long de ladite glissière 24 de manière à faire varier l'écartement entre les deux supports 26 et 28. Selon un mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'un des supports 26 constitue un socle surmonté d'une glissière 24 comportant quatre montants sensiblement verticaux et parallèles, disposés aux sommets d'un quadrilatère, l'autre support 28 étant mobile en translation le long de la glissière 24, selon une direction parallèle à la glissière, sensiblement verticale. En complément, le dispositif comprend des moyens pour déplacer au moins un support ainsi que pour contrôler ses mouvements. Ces moyens ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme du métier. Avantageusement, la partie du dispositif comportant les supports et la glissière correspond à un dispositif de l'art antérieur permettant de solliciter un élément selon une seule direction. Ainsi, le dispositif de l'invention permet d'exercer des efforts selon au moins deux directions à la manière des dispositifs de l'art antérieur complexes et coûteux avec des coûts sensiblement inférieurs, sensiblement équivalents à ceux des dispositifs de l'art antérieur permettant d'exercer des efforts selon une seule direction. Comme indiqué sur la figure 2, pour exercer un effort de traction 30 sur un élément 20 à tester, il convient de réduire l'écartement des supports 26 et 28, comme matérialisé par les flèches 32, contrairement aux dispositifs de l'art antérieur illustré sur la figure 1 pour lesquels il était nécessaire d'écarter les supports pour exercer un effort de traction. Selon l'invention, le dispositif comprend une interface 34, illustrée en détails sur la figure 3, entre les supports 26 et 28 et l'élément à tester 20 permettant de convertir un effort de compression en des efforts de traction selon au moins deux directions. Cette interface comprend un premier plateau 36 solidaire d'un des supports 26, un second plateau 38 solidaire de l'autre support 28, un premier jeu de bielles dont au moins deux bielles dites inférieures 40 relient le plateau 36 à l'élément à tester 20 et au moins deux bielles dites supérieures 42 relient le plateau 38 à l'élément à tester 20, permettant d'exercer des efforts selon une première direction, ainsi qu'au moins un deuxième jeu de bielles dont au moins deux bielles dites inférieures 44 relient le plateau 36 à l'élément à tester 20 et au moins deux bielles dites supérieures 46 relient le plateau 38 à l'élément à tester 20, permettant d'exercer des efforts selon au moins une deuxième direction. En variante, le plateau 36 et le support 26 ne peuvent former qu une seule et même pièce, comme le plateau 38 et le support 28. De préférence, des ferrures 48 sont intercalées entre d'une part les bielles, et d'autre part, l'élément à tester 20. Ces ferrures sont reliées à l'élément à tester 20 grâce à des liaisons démontables afin de pouvoir utiliser le dispositif de l'invention avec différents éléments à tester. Avantageusement, les ferrures 48 sont intercalées entre les bielles inférieures 40, 44 et les bielles supérieures 42, 46. Avantageusement, comme illustré sur les figures 3 et 5, une plaque 50 déformable mais non extensible est interposée entre chaque ferrure 48 et l'élément à tester 20. Selon un mode de réalisation, ces plaques 50 sont des tissus de fibres sèches, susceptibles de se déformer mais ayant un allongement très faible. Ces plaques 50 sont susceptibles de transmettre les efforts de traction exercés par les ferrures 48 sur l'élément à tester 20 tout en conférant à la liaison entre les plateaux et l'élément à tester 20 une certaine souplesse pour éviter les pertes d'efforts dus aux sollicitations selon plusieurs directions. Les liaisons plaques/élément à tester et plaques/ferrures sont de préférence démontables. Pour chaque direction, comme illustré de manière simplifiée sur la figure 4, chaque jeu de bielles comprend d'une part un premier sous groupe de bielles comprenant au moins une bielle inférieure 40.1 et au moins une bielle supérieure 42.1 susceptibles d'exercer un effort de traction 52 en un premier point ou réparti sur un premier bord de l'élément à tester, et d'autre part, un second sous groupe de bielles comprenant au moins une bielle inférieure 40.2 et au moins une bielle supérieure 42.2 susceptibles d'exercer un effort de traction 54 en un second point ou réparti sur un second bord de l'élément à tester, lesdits efforts 52 et 54 définissant la direction et ayant des sens opposés. Pour chaque direction, l'écartement entre les points de liaison entre le plateau inférieur ou supérieur et deux bielles de deux sous groupes différents est inférieur à l'écartement entre les points de liaison entre les ferrures et les deux même bielles. Pour assurer une meilleure stabilité de l'élément à tester 20 et/ou en fonction des efforts à transmettre, chaque jeu de bielles peut comprendre d'une part un premier sous groupe de bielles comprenant deux bielles inférieures et deux bielles supérieures susceptibles d'exercer des efforts de traction en des premiers points ou réparti sur un premier bord de l'élément à tester, et d'autre part, un second sous groupe de bielles comprenant deux bielles inférieures et deux bielles supérieures susceptibles d'exercer des efforts de traction en des seconds points ou réparti sur un second bord de l'élément à tester, les résultantes des efforts exercés par chaque sous groupe définissant la direction d'effort et ayant des sens opposés. Selon d'autres variantes envisageables, les sous groupes peuvent comprendre une seule bielle supérieure et plusieurs bielles inférieures susceptibles d'exercer des efforts dont la résultante a une direction parallèle à la direction de l'effort de traction souhaité. De même, les sous groupes peuvent comprendre une seule bielle inférieure et plusieurs bielles supérieures susceptibles d'appliquer des efforts dont la résultante a une direction parallèle à la direction de l'effort de traction souhaité. Pour limiter l'apparition de moments, les bielles inférieures 40, 44 et les bielles supérieures 42, 46 sont disposées de manière symétrique par rapport audit élément 20. Avantageusement, les deux extrémités de chaque bielle sont reliées à un des plateaux et à une des ferrures par le biais d'une liaison de type rotule telle que 25 par exemple un système de cardan. Selon l'exemple illustré sur la figure 3, l'élément à tester 20 se présente sous la forme d'un panneau sensiblement rectangulaire auquel on applique des sollicitations selon deux directions sensiblement parallèles aux médiatrices dudit panneau. L' interface comprend quatre ferrures 48 sensiblement rectangulaires, reliées chacune par le biais d'une plaque de fibres 50 à un des bords du panneau à tester. Comme illustré sur la figure 5, l'ensemble panneau/plaques/ferrures a la forme d'une croix. Pour chaque direction, chaque sous groupe de bielles comprend deux bielles supérieures et deux bielles inférieures dont les points de liaison aux ferrures sont disposés de manière symétrique par rapport aux médiatrices du panneau afin d'obtenir des résultantes d'efforts de traction selon les deux directions parallèles aux médiatrices. En complément, les bielles sont reliées aux bords des plateaux et les bielles d'un même jeu de bielles ont des longueurs identiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, les bielles ont des longueurs réglables afin d'adapter l'interface à différents éléments à tester, d'encombrements différents. Selon une autre possibilité de l'invention, on peut appliquer des efforts différents selon les directions, l'angle formé par un jeu de bielles et l'élément à tester étant différent pour l'autre jeu de bielles. Cet angle peut être ajusté en modifiant la longueur des bielles et éventuellement la longueur des plaques 50 séparant l'élément à tester de la ferrure correspondante et éventuellement en fonction des dimensions de l'élément à tester. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester dont on souhaite déterminer au moins une caractéristique, notamment mécanique, tel que par exemple un panneau susceptible d'être intégré dans un aéronef, ledit dispositif comprenant une glissière (24) et deux supports (26, 28) dont au moins un est mobile le long de ladite glissière (24) de manière à faire varier l'écartement entre lesdits deux supports (26, 28), caractérisé en ce qu'il comprend une interface (34) entre les supports (26, 28) et l'élément à tester (20) permettant de convertir un effort de compression en des efforts de traction selon au moins deux directions. 2. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier jeu de bielles dont au moins deux bielles dites inférieures (40) relient le support (26) à l'élément à tester (20) et au moins deux bielles dites supérieures (42) relient le support (28) à l'élément à tester (20), permettant d'exercer des efforts selon une première direction, ainsi qu'au moins un deuxième jeu de bielles dont au moins deux bielles dites inférieures (44) relient le support (26) à l'élément à tester (20) et au moins deux bielles dites supérieures (46) relient le support (28) à l'élément à tester (20), permettant d'exercer des efforts selon au moins une deuxième direction. 3. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour chaque direction, chaque jeu de bielles comprend d'une part un premier sous groupe de bielles comprenant au moins une bielle inférieure (40.1) et au moins une bielle supérieure (42.1) susceptibles d'exercer un effort de traction (52) en un premier point ou réparti sur un premier bord de l'élément à tester, et d'autre part, un second sousgroupe de bielles comprenant au moins une bielle inférieure (40.2) et au moins une bielle supérieure (42.2) susceptibles d'exercer un effort de traction (54) en un second point ou réparti sur un second bord de l'élément à tester, lesdits efforts (52, 54) définissant la direction et ayant des sens opposés. 4. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour chaque direction, chaque jeu de bielles peut comprendre d'une part un premier sous groupe de bielles comprenant deux bielles inférieures et deux bielles supérieures susceptibles d'exercer des efforts de traction en des premiers points ou réparti sur un premier bord de l'élément à tester, et d'autre part, un second sous groupe de bielles comprenant deux bielles inférieures et deux bielles supérieures susceptibles d'exercer des efforts de traction en des seconds points ou réparti sur un second bord de l'élément à tester, les résultantes des efforts exercés par chaque sous groupe définissant la direction d'effort et ayant des sens opposés. 5. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les bielles inférieures (40, 44) et les bielles supérieures (42, 46) sont disposées de manière symétrique par rapport audit élément (20). 6. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que des ferrures (48) sont intercalées entre d'une part les bielles, et d'autre part, l'élément à tester (20). 7. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux extrémités de chaque bielle sont reliées à un plateau relié à un des supports et à une des ferrures (48) par le biais d'une liaison de type rotule. 8. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une plaque (50)déformable mais non extensible est interposée entre les ferrures (48) et l'élément à tester (20). 9. Dispositif permettant d'exercer des efforts sur un élément (20) à tester selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les 5 bielles ont une longueur réglable. 10. Dispositif pour déterminer des caractéristiques, notamment mécaniques, d'un élément (20) soumis à des efforts comprenant d'une part un dispositif permettant d'exercer des efforts sur l'élément (20) à tester selon l'une quelconque des revendications précédentes, et d'autre part, un appareillage 10 permettant de mesurer au moins une caractéristique, notamment mécanique.